Translasi Biokimia
BAB
I
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Translasi dalam genetika
dan biologi molekular
adalah proses penerjemahan urutan nukleotida
yang ada pada molekul mRNA
menjadi rangkaian asam-asam amino yang menyusun suatu polipeptida
atau protein.
Transkripsi dan Translasi
merupakan dua proses utama yang menghubungkan gen ke protein. Translasi hanya
terjadi pada molekul mRNA, sedangkan rRNA dan tRNA
tidak ditranslasi. Molekul mRNA yang merupakan salinan urutan DNA
menyusun suatu gen dalam bentuk kerangka baca terbuka. mRNA membawa informasi
urutan asam amino.
Proses‐proses translasi
(inisiasi, elongasi, dan terminasi) pada bakteria dan eukariot. Walaupun
arsitektur ribosom bakteria dan eukariot mirip, ada perbedaan jelas dalam hal
cara bagaimana translasi dilakukan oleh dua kelompok organisme ini. Perbedaan
yang paling penting terjadi pada tahap awal translasi (pembentukan kompleks
inisiasi translasi), yaitu ketika ribosom mengikat pada mRNA, tepatnya pada
posisi sebelah hulu (upstream) kodon inisiasi.
1.2
Rumusan
Masalah
Adapun
rumusan masalah yang telah disusun adalah:
1. Proses
terjadinya translasi?
2. Tahap
inisiasi translasi pada bakteri?
3. Tahap
inisiasi translasi pada eukariot?
1.3
Tujuan
Penulisan
Tujuan
dari makalah ini yaitu untuk dapat memberikan wacana bagi pembaca tentang
proses terjadinya translasi, tahap inisiasi translasi pada bakteri dan juga
pada eukariot. Disamping itu makalah ini disusun sebagai tugas mata kuliah
biokimia.
BAB
II
PEMBAHASAN
2.1
Proses
Terjadinya Translasi
Proses
translasi berupa penerjemahan kodon
atau urutan nukleotida
yang terdiri atas tiga nukleotida berurutan yang menyandi suatu asam amino
tertentu. Kodon pada mRNA akan berpasangan dengan antikodon
yang ada pada tRNA. Setiap tRNA mempunyai antikodon yang spesifik. Tiga
nukleotida di anti kodon tRNA saling berpasangan dengan tiga nukleotida dalam
kodon mRNA menyandi asam amino tertentu. Proses translasi dirangkum dalam tiga
tahap, yaitu inisiasi, elongasi (pemanjangan) dan terminasi (penyelesaian). Translasi
pada mRNA dimulai pada kodon pertama atau kodon inisiasi translasi berupa ATG
pada DNA atau AUG pada RNA. Penerjemahan terjadi dari urutan basa molekul (yang
juga menyusun kodon-kodon setiap tiga urutan basa) mRNA ke dalam urutan asam
amino polipeptida. Banyak asam amino
yang dapat disandikan oleh lebih dari satu kodon. Tempat-tempat translsasi ini
ialah ribosom,
partikel kompleks yang memfasilitasi perangkaian secara teratur asam amino
menjadi rantai polipeptida. Asam amino yang akan dirangkaikan dengan asam amino
lainnya dibawa oleh tRNA. Setiap asam amino akan dibawa oleh tRNA yang spesifik
ke dalam kompleks mRNA-ribosom. Pada proses pemanjangan ribosom akan bergerak
terus dari arah 5'3P ke arah 3'OH sepanjang mRNA sambil merangkaikan asam-asam
amino. Proses penyelesaian ditandai denga bertemunya ribosom dengan kodon akhir
pada mRNA.
2.2
Tahap
Inisiasi Pada Bakteri
Proses
inisiasi diawali ketika subunit kecil ribosom, bersamaan dengan faktor inisiasi
IF3 mengikat pada situs pengikatan ribosom (ribosome binding site), juga
dikenal sebagai urutan Shine‐
Dalgarno
(Shine‐Dalgarno
sequence). Urutan Shine‐Dalgarno
ini, yang mempunyai urutan konsensus 5′‐AGGAGGU‐3′ pada E. Coli.
Urutan Shine‐Dalgarno
terletak kurang lebih 3–10 basa di sebelah hulu kodon inisiasi (titik awal translasi).
Situs pengikatan ribosom ini komplemen dengan daerah ujung 16S rRNA. Selain
mengikat situs pengikatan ribosom, subunit kecil ribosom juga mengikat kodon
inisiasi. Kodon inisiasi biasanya adalah 5′‐AUG‐3′, yang
menyandi metionin, walaupun kadang‐kadang
kodon 5′‐GUG‐3′ and 5′‐UUG‐3′ juga
digunakan sebagai kodon inisiasi. Ketiga kodon ini dikenali oleh tRNA inisiator
yang sama. Pada awalnya tRNA inisiator mengikat metionin, selanjutnya metionin
tersebut dikonversi menjadi N‐formilmetionin.
tRNAiMet
inisiator dibawa ke subunit kecil ribosom oleh faktor inisiasi kedua, IF‐2, bersama
molekul GTP (molekul sebagai sumber energi pada tahap akhir inisiasi). Perlu
diingat bahwa tRNAiMet hanya dapat mengenali kodon inisiasi, tRNAiMet tidak
dapat mengenali kodon 5′‐AUG‐3′ internal pada
mRNA. Tahap inisiasi translasi diakhiri setelah faktor inisiasi, IF‐1, mengikat
kompleks inisiasi ini. Peran faktor inisiasi IF‐1 tidak jelas,
tetapi diduga memicu perubahan konformasi kompleks inisiasi sehingga
memungkinkan subunit besar ribosom menempel pada kompleks ini. Penempelan
subunit besar, membutuhkan energi yang diperoleh dari hidrolisis GTP,
menyebabkan pelepasan faktor-faktor inisiasi translasi.
2.3
Proses
Inisiasi Pada Eukariot
Oleh
karena hanya sedikit mRNA eukariot yang mempunyai situs pengikatan ribosom,
maka pengikatan awal subunit kecil ribosom terjadi pada ujung 5′ mRNA dan
kemudian melakukan pergeseran posisi (scanning) sampai mencapai kodon inisiasi.
Proses ini memerlukan banyak faktor inisiasi dan beberapa faktor inisiasi ini
masih belum diketahui fungsinya.
Tahap
pertama meliputi pembentukan kompleks pre‐inisiasi (pre‐initiation
complex). Struktur ini terdiri dari subunit 40S ribosom, ‘ternary complex' yang
tersusun dari faktor inisiasi eIF‐2
yang terikat tRNAMet inisiator, molekul GTP, dan tiga faktor eIF‐1, eIF‐1A, eIF‐3. Seperti pada
bakteria, tRNA inisiator ini tidak mengenali kodon internal 5′‐AUG‐3′. Berbeda
dengan bacteria, tRNA inisiator eukariot diaminoasetilasi dengan metionin
normal, bukan oleh N‐formilmetionin.
Kompleks
pre‐inisiasi
selanjutnya bergabung dengan ujung 5′ the mRNA. Tahap ini memerlukan kompleks
pengikatan tudung (cap binding complex), kadang‐kadang disebut
eIF‐4F,
yang terdiri dari faktor inisiasi eIF‐4A, eIF‐4E dan eIF‐4G. Faktor
inisiasi eIF‐4G
berfungsi sebagai jembatan antara eIF‐4E (yang terikat pada tudung) dan eIF‐3 (yang terikat
pada kompleks pre‐inisiasi)
(Hentze, 1997). Hasil dari tahap ini adalah kompleks pre‐inisiasi menjadi
terikat pada daerah ujung 5′ mRNA. Pengikatan ini juga dipengaruhi oleh ekor
poli (A) ujung 3′ mRNA. Interaksi ini diduga dimediasi oleh protein PADP (polyadenylate‐binding
protein), yang terikat pada ekor poli(A).
Setelah
kompleks pre‐inisiasi
mengikat ujung mRNA, kompleks ini sekarang disebut kompleks inisiasi
(initiation complex), harus menggeserkan posisinya (scanning) sepanjang mRNA
sampai mencapai kodon inisiasi. Daerah yang harus dipindai (scanning) ini,
disebut daerah leader mRNA eukariotik, panjangnya dapat beberapa puluh, atau
bahkan ratusan nukleotida dan seringkali mengandung daerah yang membentuk
struktur tusuk konde (hairpins) dan struktur pasangan basa lain. Ada dugaan,
struktur tersebut dihilangkan oleh kombinasi faktor inisisiasi eIF‐4A dan eIF‐4B. Faktor
inisiasi eIF‐4A,
dan mungkin juga eIF‐4B,
mempunyai aktivitas helikase yang dapat memutuskan ikatan basa intramolekuler
mRNAhas sehingga dapat melapangkan jalan kompleks inisiasi. Kodon inisiasi,
yang biasanya 5′‐AUG‐3′ pada
eukariot, dapat dikenali sebab urutan ini terdapat dalam urutan konsensus
pendek, 5′‐ACCAUGG‐3′, yang dikenal
sebagai konsensus Koza (Kozak consensus).
Ketika
kompleks inisiasi telah menduduki kodon inisiasi, subunit besar ribosom akan
mengikat kompleks inisiasi ini. Seperti pada bakteria, tahap ini memerlukan
hidrolisis GTP dan pelepasan faktor‐faktor
inisiasi. Faktor inisiasi terakhir yang terlibat pada tahap ini adalah eIF‐5 (yang membantu
pelepasan faktor‐faktor
inisiasi lain) dan eIF‐6
(yang bergabung dengan subunit besar yang tidak terikat dan mencegah untuk
menempel pada subunit kecil di dalam sitoplasma).
BAB
III
PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Adapun
kesimpulan yang dapat diperoleh dari makalah ini adalah: proses translasi berupa
penerjemahan kodon
atau urutan nukleotida
yang terdiri atas tiga nukleotida berurutan yang menyandi suatu asam amino
tertentu. Selain mengikat situs pengikatan ribosom, subunit kecil ribosom juga
mengikat kodon inisiasi. Ketika kompleks inisiasi telah menduduki kodon
inisiasi, subunit besar ribosom akan mengikat kompleks inisiasi ini. Seperti
pada bakteria, tahap ini memerlukan hidrolisis GTP dan pelepasan faktor‐faktor inisiasi.
Faktor inisiasi terakhir yang terlibat pada tahap ini adalah eIF‐5 (yang membantu
pelepasan faktor‐faktor
inisiasi lain) dan eIF‐6
(yang bergabung dengan subunit besar yang tidak terikat dan mencegah untuk
menempel pada subunit kecil di dalam sitoplasma).
3.2
Saran
Mengingat keterbatasan pengetahuan
dan keterampilan yang dimiliki oleh penulis, maka untuk mendapat pemahaman yang
lebih mendasar lagi, disarankan kepada pembaca untuk membaca
literatur-literatur yang telah dilampirkan. Dengan demikian pula diharapkan
adanya saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca, agar makalah ini
dapat memberikan pengetahuan tentang translasi pada mata kuliah biokimia.
DAFTAR PUSTAKA
0 komentar: