Sintesis protein adalah proses pembentukan asam amino melalui kode gen (kodon) yang dibuat DNA. Asam amino dari kodon hasil sintesis protein dikode melalui triplet kodon yaitu susunan tiga basa nitrogen (purin dan pirimidin). Kodon adalah urutan basa nitrogen berupa komplemen DNA antisense atau DNA template yang menjdi cetakan mRNA.
Asam amino dari kodon hasil sintesis protein dapat berbeda-beda bergantung dari kode basa nitrogen apa yang diterjemahkan dalam sintesis protein. Proses dalam sintesis protein mengubah DNA menjadi asam amino yang terdiri dari dua tahapan yaitu tahap transkripsi dan translasi.
Transkripsi adalah proses pembentukan messenger RNA (mRNA) atau RNA duta (RNAd) dari basa nitrogen DNA antisense. Hasil transkripsi sintesis protein adalah mRNA atau dRNA yang disebut juga dengan kodon. Cara medapatkan kodon adalah memasangkan setiap basa purin dan pirimidin pada DNA template. Kodon hasil transkripsi dari DNA template tersebut merupakan mRNA atau RNAd.
Translasi adalah tahap penerjemahan kode mRNA oleh transfer RNA (tRNA) ke dalam urutan asam amino. tRNA merupakan RNA pendek yang bertindak sebagai penerjemah kodon dari mRNA sehingga disebut juga dengan antikodon. Fungsi tRNA adalah mengikat asam-asam amino yang akan disusun menjadi pita polipeptida.
Baca Juga: Urutan/Tahapan Proses yang Terjadi dalam Sintesis Protein
Diketahui ada 20 jenis asam amino berbeda yang dikodekan oleh kodon dalam proses sintesis protein. Apa saja asam amino dari kodon hasil sintesis protein? Bagaimana cara menentukan asam amino dari kodon hasil sintesis protein? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan cara menentukan asam amino dari kodon di bawah.
Table of Contents
- Proses dan Komponen yang Terlibat dalam Sintesis Protein
- 20 Macam Asam Amino dari Kodon Hasil Sintesis Protein
- Contoh Cara Menentukan Asam Amino dari Kodon
- Contoh Soal dan Pembahasan
Proses dan Komponen yang Terlibat dalam Sintesis Protein
Pembelahan sel dalam tubuh makhluk hidup didahului oleh peristiwa replikasi DNA dan sintesis protein. Replikasi DNA adalah proses pembentukan DNA/RNA baru yang memiliki basa nitrogen berlawanan dengan salinan DNA/RNA. Pembentukan DNA/RNA baru dalam replikasi DNA dan sintesis protein merupakan istilah untuk peristiwa penyalinan kode gen berupa basa nitrogen.
Basa nitrogen terdiri dari purin dan pirimidin yang selalu berpasangan satu sama lain. Basa purin terdiri dari adenin (A) dan guanin (G), sedangkan basa pirimidin terdiri dari sitosin (C) dan timin (T) pada DNA atau urasil (U) pada RNA. Di mana, adenin (A) selalu berpasangan dengan timin (T) atau urasil (U) sementara guanin (G) selalu berpasangan dengan sitosin (C).
Empat basa niterogen tersebut terdapat dalam komponen yang terlibat dalam sintesis protein seperti DNA (Deoxyribonucleic Acid) dan RNA (Ribonucleic Acid). DNA berbentuk double helix yang kedua sisi pita memiliki sifat antiparalel yaitu sense dan antisense. Sedangkan RNA berupa pita tunggal yang terdiri dari 3 macam RNA yaitu messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), dan ribosom RNA (rRNA).
- Messenger RNA (mRNA) atau RNA duta (RNAd): RNA terbesar dan terpanjang berbentuk pita panjang yang berfungsi sebagai pola cetakan pembentuk polipeptida; merupakan hasil transkripsi DNA di dalam inti sel; disebut juga kodon.
- Transfer RNA (tRNA): RNA pendek yang bertindak sebagai penerjemah kodon dari mRNA sehingga disebut juga antikodon; berfungsi mengikat asam-asam amino yang akan disusun menjadi pita polipeptida di ribosom
- Ribosom RNA (rRNA): RNA yang terdapat di dalam ribosom berupa pita tunggal tidak bercabang dan fleksibel
Selain itu, ada beberapa komponen lain yang terlibat dalam sintesis protein yaitu enzim RNA polimerase, enzim aminoasil-tRNA sintetase, dan enzim peptidil transferase. Proses yang terjadi pada peristiwa sintesis protein sesuai dengan diagram alur berikut.
Perubahan kode genetik pada tahap sintesis protein dari DNA antisense → Kodon → Antikodon → Asam amino. Rantai asam amino atau polipetida yang terbentuk akan menghasilkan protein yang sangat dibutuhkan oleh sel.
Baca Juga: 4 Tahpaan Respirasi Aerob
20 Macam Asam Amino dari Kodon Hasil Sintesis Protein
Ada 64 macam triplet kodon yang terdiri dari 61 triplet yang mengode 20 macam asam amino dan 3 triplet kodon stop.
Kodon stop terdiri dari triplet kodon yaitu UAA; UAG; dan UGA yang menjadi kode perintah untuk mengakhiri atau menghentikan proses translasi.
Sementara kode yang menjadi perintah dimulainya proses translasi disebut kodon start. Kodon start proses translasi terdiri dari satu triplet kodon yaitu AUG. Selain sebagai kodon start, triplet AUG juga menjadi kode asam amino metionin.
Sebanyak 20 asam amino dari kodon hasil sintesis protein meliputi: alanin, arginin, asam aspartat, asparagin, sistein, asam glutamat, glutamin, glisin, histidin, isoleusin, leusin, lisin, metionin, fenilalanin, prolin, serin, treonin, triptofan, tirosin, dan valin.
Triplet kodon dari hasil sintesis protein menghasilkan asam amino yang berbeda-beda sesuai pada tabel berikut.
Sebagai contoh, triplet kodon UCC diterjemahkan sebagai asam amino serin. Contoh lain, kodon GAU maka diterjemahkan asam amino sebagai asam aspartat.
Kodon start atau AUG diterjemahkan sebagai perintah awal dan menghasilkan asam amino metionin. Sementara kodon stop (UAA, UAG, dan UGA) tidak diterjemahkan menjadi asam amino melainkan hanya sebagai sinyal tahap translasi terhenti.
Baca Juga: Reaksi Terang dan Gelap pada Proses Fotosintesis
Contoh Cara Menentukan Asam Amino dari Kodon
Untuk menambah pemahaman sobat idschool, perhatikan bagaimana urutan proses menentukan asam amino dari kodon berikut.
Soal:
Tentukan kode DNA antisense, RNA kodon, dan RNA antikodon yang sesuai untuk potongan molekul DNA sense ACG CTC ATA CGC?
Penyelesaian:
DNA antisense diperoleh melalui hasil pasangan DNA sense untuk setiap basa adenin dengan timin dan guanin dengan sitosin, atau sebaliknya. Kode genetik pada DNA antisense merupakan DNA template yang digunakan untuk mencetak mRNA (RNAd) atau kodon.
- DNA sense: ACG CTC ATA CGC (diketahui)
DNA antisense: TGC GAG TAT GCG [hasil pasangan adenin (A) dengan timin (T) dan guanin (G) dengan sitosin (C)]
Kodon diperoleh Kode genetik DNA antisense merupakan DNA template yang menjadi cetakan mRNA / RNAd / kodon. Kodon dapat ditentukan dari kode genetik DNA sense atau DNA antisense.
- Jika menggunakan DNA antisense maka kodon diperoleh dari hasil pasangan adenin (A) dengan urasil (U) dan guanin (G) dengan sitosin (C).
- Jika menggunakan DNA sense maka hanya perlu mengganti timin (T) menjadi urasil (U).
- Diperoleh,
DNA antisense: TGC GAG TAT GCG
Kodon (mRNA): ACG CUC AUA CGC
Antikodon (tRNA) ditentukan dari hasil pasangan kodon melalui ketentuan adenin (A) berikatan dengan urasil (U) dan guanin (G) berikatan dengan sitosin (C).
Diperoleh,
Kodon: UGC GAG UAU GCG
Antikodon: ACG CUC AUA CGC
Asam amino yang dihasilkan dari sintesis protein diperoleh dari kode genetik tiplet kodon yaitu ACG CUC AUA CGC yang berturut-turut sesuai dengan asam amino adalah treonin, leusin, isoleusin, dan arginin.
Secara ringkas, perubahan kode genetik untuk DNA sense, DNA antisense, kodon, dan antikodon sesuai dengan tabel berikut.
Baca Juga: Proses Transpor Elektron dan Hasilnya
Contoh Soal dan Pembahasan
Beberapa contoh soal di bawah dapat sobat idschool gunakan untuk menambah pemahaman bahasan di atas. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasan bagaimana cara menentukan asam amino dari kodon. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan cara menentukan asam amino dari kodon tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat Berlatih!
Contoh 1 – Soal Asam Amino dari Kodon Hasil Sintesis Protein
Proses translasi akan berhenti ketika pembacaan bertemu dengan kodon terminasi (kodon stop), yaitu ….
A. AUG
B. AGU
C. UUU
D. UGC
E. UAA
Pembahasan:
Kodon stop atau kodon terminasi terdiri dari tiga triplet yaitu UAA, UAG, dan UGA. Proses translasi akan berhenti jika rangkaian kode berakhir di salah satu dari tiga triplet kodon tersebut. Jadi, proses translasi akan berhenti ketika bertemu kodon stop yaitu UAA.
Jawaban: E
Contoh 2 – Soal Asam Amino dari Kodon Hasil Sintesis Protein
Perhatikan gambar sepotong molekul DNA dan tabel kodon translasinya!
Urutan asam amino yang terbentuk adalah ….
A. A ‒ B ‒ C ‒ D ‒ E
B. B ‒ A ‒ C ‒ D ‒ E
C. C ‒ B ‒ A ‒ D ‒ E
D. D ‒ C ‒ B ‒ A ‒ E
E. E ‒ D ‒ C ‒ B ‒ A
Pembahasan:
Pada dRNA atau mRNA, basa nitrogen timin (T) diganti dengan urasil (U). Sehingga rangkaian kodon yang sesuai dengan soal di atas adalah AGU ‒ UAG ‒ CGA ‒ GCG ‒ GAC.
Translasi kodon adalah antikodon (tRNA) yang memasangkan basa adenin (A) dengan urasil (U) dan guanin (G) dengan sitosin (C). Sehingga antikodon yang sesuai dRNA atau kodon sepotong molekul tersebut adalah UCA ‒ UAG ‒ CGA ‒ GCG ‒ GAC.
Jadi, urutan asam amino yang terbentuk adalah C ‒ B ‒ A ‒ D ‒ E.
Jawaban: C
Contoh 3 – Soal Asam Amino dari Kodon Hasil Sintesis Protein
Urutan basa nitrogen mRNA hasil transkripsi menggunakan cetakan untai tunggal DNA komplemen dari TGCAATGG adalah ….
A. TCGTTACC
B. UCGTTUCC
C. ACGUUACC
D. UGCAAUGG
E. ACGTTACC
Pembahasan:
Dari informasi yang diberikan pada soal dapat diketahui DNA komplemen = DNA antisense = TGCAATGG. Basa nitrogen mRNA disebut juga dengan kodon, diperoleh dari hasil pasangan basa nitrogen adein (A) dengan urasil (U)/timin (T) dan guanin (G) dengan sitosin (S).
Jadi, urutan basa nitrogen mRNA yang dimaksud adalah ACGUUACC.
Jawaban: C
Contoh 4 – Soal Asam Amino dari Kodon Hasil Sintesis Protein
Perhatikan empat pernyataan berikut!
(1) Jumlah asam amino adalah 3
(2) Jumlah antikodon adalah 4
(3) Adanya start kodon AUG
(4) Hasil transkripsi adalah 5’ ‒ AUG GGG CCC UAG ‒ 3’
Diketahui urutan DNA adalah 5’ ‒ ATG TTT CCC TAG ‒ 3’ maka pernyataan yang benar terdapat pada nomor ….
A. (1), (2), dan (3)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (4)
D. hanya (4)
E. semua benar
Pembahasan:
Informasi pada soal memberikan keterangan urutan DNA sense: 5’‒ ATG TTT CCC TAG ‒3’. Sehingga dapat diperoleh antisense, kodon, dan antikodon yang sesuai seperti berikut.
Diperoleh kodon yang terdiri dari empat triplet yaitu AUG (kodon start), UUU, CCC, dan UAG (kodon stop). Kodon stop tidak berikatan dengan tRNA dan tidak diterjemahkan dalam asam amino. Sementara kodon AUG, UUU, dan CCC menghasilkan asam amino.
Sehingga pernyataan (2) jumlah antikodon adalah 4: benar dan (1) jumlah asam amino adalah 3: benar. Dalam kodon terdapat triplet AUG yang merupakan kodon start sehingga pernyataan (3) adanya start kodon ATG: benar.
Antikodon merupakan hasil dari tahap translasi yaitu komplemen dari kodon, sehingga pernyataan (4) hasil transkripsi adalah 5’‒ AUG GGG CCC UAG ‒3’: tidak sesuai.
Jadi, pernyataan yang benar terdapat pada nomor (1), (2), dan (3).
Jawaban: A
Demikianlah tadi ulasan bagaimana cara menentukan asam amino dari kodon dalam proses sintesis protein. Terima kasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!
Baca Juga: Sistem Ekskresi pada Manusia
