KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: SINTESIS PROTEIN

A. Tujuan Pembelajaran 

Setelah kegiatan pembelajaran 2 ini diharapkan siswa dapat: 

1. Menjelaskan tahapan sintesis protein. 

2. Merumuskan urutan proses sintesis protein dalam kaitannya dengan penyampaian  kode genetik (DNA-RNAProtein). 


B. Uraian Materi 

1. SINTESIS PROTEIN 

Sintesis protein yaitu proses penyusunan senyawa protein dengan membentuk  rangkaian rantai polipeptida. Sintesis protein ini terjadi di dalam ribosom dan  pengaturan sintesis protein dilakukan oleh gen (DNA) di dalam inti. 

Perubahan struktur gen dapat menyebabkan perubahan struktur protein pada  tingkat asam amino, yang selanjutnya akan menyebabkan perubahan dalam proses metabolisme. Ekspresi gen dilakukan melalui dua tahapan yaitu transkripsi dan  translasi. 


1) Transkripsi 

Proses transkripsi berlangsung di dalam inti sel. Transkripsi merupakan  proses pengkopian/penyalinan molekul DNA menjadi utas RNA yang  komplementer (DNA - mRNA). embacaan oleh transkriptase dimulai dari tanda  awal (promotor) sampai tanda akhir (terminator). Hanya ruas yang diapit oleh  kedua tanda itu yang akan ditranskripsikan. Utas DNA yang digunakan bagi  sintesis RNA disebut sebagai utas cetakan (template), sedangkan utas DNA  lainnya disebut dengan utas pendamping. 

Proses transkripsi menghasilkan tiga jenis RNA, yaitu RNA duta (mRNA), RNA  transfer (tRNA), dan RNA ribosomal (rRNA). ketiga jenis RNA ini berperan  dalam proses trasnlasi. Hanya mRNA yang akan diterjemahkan kedalam  protein.   

Proses transkripsi dikatalisis oleh enzim transcriptase atau RNA polymerase.  Proses transkripsi dapat dibagi dalam tiga tahap yaitu inisiasi sintesis RNA,  pemanjangan (elongasi) RNA, dan penyelesaian (terminasi) sintesis RNA.   

Tahapan Transkripsi: 

a) Berlangsung dalam inti sel. 

b) Dimulai dengan membukanya pita "Double Helix" oleh enzim DNA  polymerase. 

c) Pita DNA yang berfungsi sebagai pencetakan RNA disebut pita template  atau sense dan pita DNA yang tidak mencetakan RNA disebut dengan pita  antisense. 

d) Pita RNA dibentuk sepanjang pita DNA pencetak dengan urutan basa.  nitrogennya komplementer dengan basa nitrogen yang ada pada pita cetakan DNA.

e) Pita RNA yang telah selesai menerima pesan genetik dari pita DNA pencetak segera meninggalkan inti nukleus menuju ke ribosom, tempat sintesis protein dalam sitoplasma. Pita RNA menempatkan diri pada leher ribosom. 

f) RNA yang ada dalam sitoplasma bersiap-siap untuk berperan dalam  proses sintesis protein berikutnya. Setiap satu RNA ini, mengikat satu  asam amino yang mengandung ATP. 


2) Translasi 

Translasi berlangsung di sitoplasma, sehingga RNA harus dikeluarkan dari inti  sel menuju sitoplasma. Dalam proses translasi, terjadi penerjemahan urutan  kodon pada RNAd menjadi urutan asam amino pada ribosom, artinya asam  amino akan dirangkaikan dengan asam amino lainnya untuk membentuk rantai  polipeptida atau protein.   

Setelah mRNA sampai di ribosom, tRNA mulai mengangkut asam amino ke  dalam kompleks translasi (ribosom), serta membaca sandi-sandi (kodon) pada  mRNA. Setiap tRNA mempunyai antikodon yang spesifik. Translasi bermulai  dari kodon awal sampai kodon akhir. Hubungan antara kodon dengan asam  amino diatur melalui kode genetik.   

Dalam proses translasi ini, hanya ada satu kodon awal yaitu AUG yang  menyandi asam amino metionin dan tiga kodon akhir UAA, UAG, dan UGA.  Seperti pada proses transkripsi, translasi dapat dibagi dalam tiga tahap yaitu  inisiasi, elongasi /pemanjangan, dan terminasi /penyelesaian. 

Contoh proses pembentukkan protein dari molekul DNA secara sederhana: Untai pendamping : 5’ A T G G G T A C C C A T G C T -3’ 

Untai cetakan : 3’ T A C C C A T G G G T A C G A -5’ 

m-RNA : 5’ A U G G G U A C C C A U G C U -3’ 

Protein : Met – Gly – Thr – His – Ser. 

Gambar 9. Tahapan Sintesis protein 

Sumber: e-the-I.blogspot.com


3) Kode Genetik 

Kode genetik merupakan instruksi berupa kode-kode yang merumuskan jenis  protein yang akan dibuat. Ciri khas protein ditentukan oleh jumlah asam amino.  Pada sandi genetic terdapat 20 macam asam amino. 

  

Dalam sintesis protein dapat terjadi kesalahan dalam menerjemahkan kode kode yang diterima dari DNA. Jika terjadi kesalahan penerjemahan, akibatnya  protein yang disusun juga keliru sehingga enzim yang dihasilkan juga salah.   

Pada asam nukleat DNA atau RNA-d terdapat 4 jenis nukleotida (basa) yang  menyusun rantainya. Pada polipeptida dikenal 20 jenis asam amino  penyusunnya. Dengan adanya 20 jenis asam amino tersebut, harus ada aturan  yang dapat menjamin pengendalian gen dalam pembentukan protein, selalu  bersifat khas (satu gen hanya menyandikan satu jenis protein).   

Untuk menjamin kekhasan tersebut harus banyak factor pengendali (kodon),  sekurang -kurangnya sama dengan yang dikendalikan (asam amino). Hal ini  bertujuan untuk mencegah adanya satu kodon mengendalikan lebih dari satu  asam amino. Berdasarkan persyaratan ini, tidak mungkin satu asam amino  dikendalikan hanya oleh satu nukleotida, karena keempat nukleotida yang ada  tidak akan mencukupi untuk mengendalikan 20 asam amino.   

Sistem pengkodean seharusnya didasarkan pada kombinasi dari nukleotida  yang ada. Yang paling mungkin adalah setiap kodon merupakan kombinasi 3  nukleotida DNA sehingga akan diperoleh 64 kodon yang akan mencukupi untuk  mengendalikan 20 asam amino. 

Tabel 1. Kode Genetika Asam Amino


C. Rangkuman 

1. Sintesis protein melaui dua tahapan utama yaitu transkripsi dan translasi. Proses  transkripsi berlangsung di dalam inti sel. Transkripsi merupakan proses  pengkopian/penyalinan molekul DNA menjadi utas m-RNA atau RNA-d. 

2. Proses transkripsi menghasilkan tiga jenis RNA, yaitu RNA duta (mRNA), RNA  transfer (tRNA), dan RNA ribosomal (rRNA). Ketiga jenis RNA ini berperan dalam  proses translasi. 

3. Proses transkripsi dapat dibagi dalam tiga tahap yaitu inisiasi sintesis RNA,  pemanjangan (elongasi) RNA, dan penyelesaian (terminasi) sintesis RNA.  Sedangkan proses translasi berlangsung di sitoplasma. 

4. Dalam proses translasi, asam amino akan dirangkaikan dengan asam amino lainnya  untuk membentuk rantai polipeptida atau protein. 

5. Hubungan antara kodon dengan asam amino diatur melalui kode genetik. Kode  genetik merupakan instruksi berupa kode-kode yang merumuskan jenis protein  yang akan dibuat. Ciri khas protein ditentukan oleh jumlah asam amino. Pada kode genetik terdapat 20 macam asam amino. 


D. Penugasan Mandiri  

Buatlah sebuah model sintesis protein dengan memanfaatkan bahan-bahan dari  barang bekas, diskusikanlah tentang proses sintesa protein tersebut dengan temanmu  kemudian presentasikan hasilnya di depan kelas! 


E. Latihan Soal 

1. Jelaskan perbedaan antara transkripsi dan translasi! 


2. Jelaskan 3 tahap dalam proses translasi! 


3. Jelaskan pengertian dari: 

a. kodogen 

b. antisense 

c. elongasi 


4. Perhatikan gambar sepotong molekul DNA dan tabel kodon translasinya: 


Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan Belajar 1. 

 

Nilai = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑆𝑘𝑜𝑟 𝑃𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒ℎ𝑎𝑛 x 100 %

        𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑆𝑘𝑜𝑟 𝑀𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚

 

Konversi tingkat penguasaan: 

90 - 100% = baik sekali 

80 - 89% = baik  

70 - 79% = cukup 

< 70% = kurang 


Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat meneruskan dengan

Kegiatan Belajar materi selanjutnya. Bagus! Jika masih di bawah 80%, Anda harus mengulangi materi Kegiatan Belajar 2, terutama bagian yang belum dikuasai.


Kunci jawaban dan penskoran 

No 

Jawaban 

Skor

Transkripsi merupakan proses pengkopian/penyalinan  molekul DNA menjadi utas RNA yang komplementer  (DNA - mRNA). Proses transkripsi berlangsung di dalam  inti sel. Sedangkan Translasi berlangsung di sitoplasma,  sehingga RNA harus dikeluarkan dari inti sel menuju  sitoplasma. Dalam proses translasi,terjadi  penerjemahan urutan kodon pada RNA-d menjadi urutan asam amino pada ribosom.

3

1. Inisiasi 

2. Elongasi 

3. Terminasi

3

1. Kodogen adalah Pita DNA yang berfungsi sebagai  pencetakan RNA. 

2. Antisense adalahpita DNA yang tidak mencetakan  RNA. 

3. Elongasi adalah proses penguntaian/penyusunan  polipeptida yang dibawa oleh RNA-t.

3

Untuk menentukan urutan asam amino maka kita  menentukan rantai kodon terlebih dahulu.  Urutan molekul DNA :  

Sense : AGT TAG CGA GCG GAC  

Kodon : UCA AUC GCU CGC CUG  

Sehingga urutan asam amino berdasarkan tabel  tersebut adalah :C - B – A – D -E

3

  

 Jumlah Skor

  

 12


F. Penilaian Diri 

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan jujur dan bertanggung jawab! 


No 

Pertanyaan

Jawaban

Ya 

Tidak

1. 

Apakah Anda telah memahami proses sintesis  protein pada DNA?



2. 

Apakah Anda telah memahami perbedaan transkripsi dan translasi?



3. 

Apakah Anda telah mampu merumuskan  pembentukan kode genetik (DNA-RNAProtein)  dalam peristiwa sintesis protein?




Apakah Anda telah memahami hungan antara kodon  dan asam amino yang diatur melalui kode genetik?





Bila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pembelajaran, terutama pada   bagian yang masih "Tidak". 

Bila semua jawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran berikutnya.


EVALUASI 


PILIHLAH SATU JAWABAN YANG PALING TEPAT! 


1. Komponen DNA yang tersusun atas phosfat, gula, dan basa nitrogen membentuk...  

A. nukleosida 

B. polypeptide 

C. nukleotida 

D. ikatan hidrogen 

E. double helix 


2. Letak DNA dalam sel yaitu... 

 A. terletak dalam sitoplasma, inti, terutama dalam ribosom 

 B. terdapat dalam inti sel, terutama pada kromosom 

 C. terdapat dalam inti sel pada kromosom dan dalam sitoplasma 

 D. terdapat dalam inti sel, terutama dalam ribosom 

 E. terdapat dalam sitoplasma terutama pada ribosom 


3. Gen merupakan komponen kimiawi dalam sel yang diekspresikan oleh sel dalam  bentuk... 

 A. Asam Nukleat 

 B. Protein 

 C. Lemak 

 D. Karbohidrat 

 E. Hormon 


4. DNA dan RNA bertanggung jawab untuk .... 

 A. mengurangi cacat kelahiran 

 B. penurunan sifat hereditas 

 C. penyusun lemak 

 D. mempercepat proses tubuh 

 E. membentuk antibodi 


5. Di dalam nukleus terdapat benang-benang halus yang sifatnya mudah menyerap zat  warna hijau, yaitu .... 

 A. telomere 

 B. kromonema 

 C. benang spindel  

 D. kromosom  

 E. sentrosom 


6. Bentuk kromosom dengan letak sentromer agak jauh dari ujung kromosom dan   biasanya membentuk huruf L atau J adalah bentuk …. 

 A. telosentrik 

 B. akrosentrik 

 C. submetasentrik 

 D. metasentrik 

 E. subakrosentrik 


7. RNA yang juga bertindak sebagai pola cetakan untuk membentuk polipeptida dengan  mengatur urutan asam amino dari polipeptida yang disusun adalah…. 

A. RNA-d  

B. RNA-r

C. RNA-t  

D. RNA-ase 

E. RNA-m 


8. Pada tahap transkripsi dimulai dengan membukanya pita "Double Helix" oleh enzim… 

A. DNA endonuklease 

B. DNA polymerase 

C. RNA transkriptase 

D. DNA transcriptase 

E. RNA polymerase 


9. Dalam sintesis protein, yang merupakan kode genetik sebagai dasar penyusunan asam  amino menjadi protein atau polipeptida rangkaian basa nitrogen terdapat dalam .... 

A. RNA duta  

B. rantai sense DNA 

C. RNA ribosom 

D. rantai antisense DNA 

E. RNA transfer 


10. Jika terjemahan kode genetik dalam sintesis protein yang dihasilkan oleh RNA-t adalah  AAU UGU AAA, informasi genetik yang dirancang dalam DNA adalah ....  

A. TTA ASA TTT 

B. AAT TGT AAA 

C. UUA AGA TTT 

D. AAU AGA UUU 

E. UUT UGU UUU


KUNCI JAWABAN DAN PEDOMAN PENILAIAN

NO. 

JAWABAN 

SKOR

1. 

1

2. 

1

3. 

1

4. 

1

5. 

1

6. 

1

7. 

1

8. 

1

9. 

1

10. 

1


DAFTAR PUSTAKA 

Adisoenarto Soenartono.1988. Genetika, Edisi ketiga. Jakarta: Erlangga. Belk, C. & Borden, V. (2003). Biology for Science. New York: Prentice Hall. Biggs, Alton., etc. 2008. Biology. New York: Mc Graw Hill Companies. 


Campbell, N. A., & Reece, J. B. 2011. Biology. San Francisco, California: Benjamin  Cummings. 


Crowder L. V. 1982. Genetika Tumbuhan. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Kee, L.H. (2002). The Living Science. Singapore: Pearson Education Asia Pte. Ltd. 


Reece, J. B., Urry, L.A., Cain, M. L., Wasserman, S.A., Minorsky, P.V., & Jackson, R. B. (2017).  Campbell Biology 11th Edition. Lake Ave. Poerson Education, Inc. 


Suryo. 2005. Genetika. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. 

Daftar Pustaka 


Suhardi, D. (2007). Genetika. Bandung: PPPG IPA.Sylvia S Mader. 2010. Biology 10th  edition. New York: The McGraw-Hill Companies. 


Wildan Yatim. 1991. Genetika. Bandung: Tarsito.


Posting Komentar

Please Select Embedded Mode To Show The Comment System.*