Setiap makhluk yang hidup sudah pasti membutuhkan makanan untuk melangsungkan hidupnya. Makanan yang masuk ke dalam tubuh senantiasa diolah dalam sistem pencernaan, kemudian hasil dari proses pencernaan tersebutlah berupa energi kinetik dan energi potensial yang digunakan untuk beraktivitas. Proses mencerna makanan yang kita ketahui adalah nama lain dari sintesis protein.
Sintesis protein ini sejatinya akan memproduksi protein yang mempunyai peran penting pada struktur dan fungsi sel tubuh. Protein juga dikenal sebagai salah satu sumber gizi yang secara aktif menjadi sumber asam amino bagi organisme.
Sintesis Protein
Sintesis protein adalah proses yang mengubah asam amino pada linear menjadi senyawa dalam arti protein di dalam tubuh. Proses sintesis protein lebih mudah dikenal sebagai proses mencerna makanan. Pencernaan dilakukan oleh makhluk hidup, yaitu hewan dan manusia.
Makanan yang dimakan oleh makhluk hidup kemudian akan dicerna pada sistem pencernaan. Di dalam sistem pencernaan makanan akan diolah dengan sedemikian rupa hingga berubah menjadi protein. Protein adalah golongan senyawa organik kompleks yang memiliki bobot molekul tinggi, senyawa ini merupakan polimer dari monomer asam amino yang terhubung antara satu sama lain melalui ikatan yang dinamakan ikatan peptida.
Dalam molekul sintesis protein terkandung sifat karbon dioksida, sifat oksigen, hidrogen, nitrogen, dan sering juga ditemukan sulfur serta fosfor. Oleh karena itulah sintesis dalam manfaat protein berperan penting dalam tubuh sebagai pondasi bangunan pada tubuh manusia. Untuk menghasilkan protein didalam proses sintesis protein melibatkan banyak senyawa, salah satunya adalah DNA serta RNA.
DNA dan RNA memiliki peran yang krusial dalam proses sintesis protein. Molekul DNA menjadi sumber pengkodean asam nukleat untuk menjadi asam amino yang menyusun protein. Sementara itu molekul RNA merupakan salah satu hasil transkripsi yang dilakukan oleh DNA pada suatu sel.
Molekul RNA akan bekerja pada tahapan translasi dan berubah menjadi asam amino yang akan menyusun protein. Jauh sebelum DNA disbut sebagai materi genetik, protein sudah lebih dulu dikenal sebagai molekul organik yang memiliki peran penting dalam proses perubahan dari molekul kecil menjadi molekul yang lebih kompleks.
Aspek Sintesis Protein
Terdapat tiga aspek penting pada proses sintesis protein, yaitu;
- Lokasi berlangsungnya sintesis protein
- Mekanisme perpindahan informasi atau hasil DNA transformasi ke tempat berlangsungnya sintesis protein
- Mekanisme asam amino penyusun protein pada suatu sel yang kemudian terpisah membentuk protein-protein yang bersifat spesifik
Sintesis protein terjadi di dalam bagian sel yang bernama ribosom. Ribosom adalah salah satu organel yang berukuran kecil dan bertekstur padat. Didalam ribosom inilah sintesis protein akan menghasilkan protein non-spesifik sesuai mRNA yang di terjemahkan. Ribososm memiliki diameter yang berukuran 20 nm dan terdiri dari 65% rRNA (RNA ribosom) dan 35 % RNP atau Ribonukleoprotein.
Jika dilihat secara strukturnya, ribosom terdiri dari dua sub unit yaitu ribosom sub unit besar dan ribosom sub unit kecil. Keduanya berperan dalam membantu proses pencetakan asam-asam aminio di daerah mRNA dengan diberi dukungan oleh tRNA untuk menerjemahkan kodon.
Makhluk hidup dibagi menjadi dua jenis berdasarkan jumlah selnya, ada prokariotik dan eukariotik. Sistesis protein pada prokariotik terjadi di sitoplasma, baik pada tahap transkripsi maupun translasi. Sementara pada eukariotik sintesis protein terjadi di nukleus untuk transkripsi DNA, dan di sitoplasma atau sitosol untuk proses translasinya.
Proses Sintesis Protein
Pada tahun 1950 adalah permulaan dari proses sintesis yang dilakukan oleh Paul Zamecnik. Ia melakukan percobaan dan pengamatan terhadap sintesis protein pada tikus dengan menggunakan asam amino radioaktif yang ditaman ke tubuh tikus.
Asam amino yang ditaman akan memberi petunjuk di mana proses sintesis protein terjadi. Setelah mengetahuinya Paul dan Mahlom yang melakukan penelitian mendapat kesimpulan, yaitu molekul tRNA berperan dalam proses sintesis protein. Namun sebelum tRNA menyerap asam amino, tRNA lebih dulu mengetahui urutan nukleotida yang akan diatur pada asam amino. Penelitian ini dilakukan oleh Francis Crick.
Sintesis terdiri dari tiga tahapan, replikasi, transkripsi, dan translasi. Proses sintesis tidak terlepas dari keberadaan DNA dan RNA yang berperan penting dalam prosesnya. Penjelasan singkat mengenai tahapan sintesis protein yaitu sebagai berikut:
- Replikasi DNA
Setiap sel pada makhluk hidup akan mengalami pembelahan sel, umumnya proses ini membagi sel menjadi beberapa kelipatan, misalnya 2 menjadi 4 dan 4 menjadi 8. Sebelum proses pembelahan sel, terjadi penggandaan komponen dalam sel, salah satunya DNA. Penggandaan DNA inilah yang kemudian disebut sebagai replikasi.
Jadi, replikasi diartikan sebagai proses sintesis DNA yang berlangsung di dalam nukleus. Tahapan ini memerlukan bantuan enzim helikasi yang akan melepaskan basa dan ikatan hidrogen pada rangkaian DNA. Ketika proses replikasi berlangsung, induk DNA membentuk anakan yang sama persis dengan induknya. Dengan begitu induk DNA bertugas membentuk anakan atau DNA baru.
- Transkripsi
Transkripsi merupakan tahapan saat DNA mulai membentuk RNA dengan mengurai kode genetik dari dirinya sendiri. tahapan ini berlangsung pada sitoplasma, dimulai dengan proses pembentukan rantai ganda pada DNA yang dibantu oleh enzim polimerase.
Proses ini akan menghasilkan tiga jenis RNA, yaitu mRNA, tRNA, dan rRNA. Pada transkripsi terdapat sebuah rantai tunggal yang berperan sebagai rantai sense, sementara itu rantai lainnya berperan sebagai anti sense yang berasal dari pasangan DNA sama.
- Translasi
Translasi adalah proses penerjemahan kode genetik atau kodon yang berasal dari mRNA dan diubah menjadi asam amino hingga akhirnya membentuk protein. Setiap urutan basa nitrogen yang beragam akan diterjemahkan menjadi asam amino yang juga berbeda.
Contohnya yaitu pada asam amino fenilalanin merupakan terjemahan kodon UUU atau 3 basa urasil, asam amino glisin terjemahan dari CGC, asam amino serin terjemahan dari UCA, dan asam amino triptofan terjemahan dari UGG.
Pada tahapan transkripsi dan translasi terbagi lagi menjadi tiga proses, yaitu proses awal yang disebut inisiasi. Lalu dilanjutkan dengan proses pemanjangan atau elongasi. Terakhir yaitu proses terminasi.
Tujuan dan Manfaat Sintesis Protein
Sintesis protein yang berlangsung setiap makhluk hidup memakan sesuatu memiliki tujuan utama menghasilkan protein. Namun secara spesifik proses sintesis protein akan membentuk dua jenis protein, yaitu protein struktural yang membentuk struktur didalam tubuh dan protein fungsional yang mengatur segala proses dalam tubuh.
-
Protein Struktural
Protein struktural bertujuan membentuk struktur tubuh, diantaranya sebagai berikut :
- Massa Otot
- Tulang
- Gigi
- Kuku
- Rambut
- Struktur Sel
- Membran Organel
- Protein Membran Plasma
- Mikrotubulus
- Mikrofilamen
-
Protein Fungsional
Berikut beberapa contoh dari protein fungsional yang ada di dalam tubuh :
- Antibodi
Protein antibodi disebut juga sebagai protein defensif. Protein ini berfungsi melindungi tubuh dari serangan bakteri, virus, serta zat asing lainnya. Antibodi atau imunitas dibentuk oleh protein fungsional didalam tubuh.
Contoh kerja dari protein antibodi adalah ketika terjadi luka. Fibrinogen dan trombin sebagai antibodi akan membantu proses pembekuan darah ketika luka. Selain itu, pembekuan darah yang dilakukan oleh antibodi akan mencegah kehilangan darah setelah tubuh mengalami cedera, dan yang terpenting adalah membantu luka cepat sembuh.
- Enzim
Protein fungsional bertujuan dan berfungsi sebagai pembentuk enzim. Enzim adalah zat yang paling sering mendukung terjadinya reaksi kimia di dalam tubuh. Misalnya pada tubuh enzim dihasilkan dan berperan mengubah karbohidrat, lemak, dan protein dari bentuk yang kompleks menjadi bentuk yang sederhana. Ketika bentuknya sudah lebih sederhana, maka zat-zat tersebut akan mudah diserap oleh tubuh.
- Penggerak
Protein penggerak berperan besar dalam pergerakan otot didalam tubuh. Seperti ketika mengatur kekuatan dan kecepatan jantung bergerak dan ketika otot kontraksi serta relaksasi. Protein ini juga terlibat dalam proses transportasi nutrisi di dalam sel, proses pembelahan sel, susunan genetika, dan koordinasi otot. Contohnya pada miosin dan aktin yang mampu menghasilkan kontraksi dan relaksasi pada otot.
- Hormon
Protein juga membentuk hormon yang bertugas mengatur segala tindakan dan fungsi hormon didalam tubuh. Hormon merupakan hasil sekresi yang berperan membawa pesan kimia melalui darah ke seluruh jaringan tubuh.
Setiap hormon mempengaruhi setidaknya satu sel tertentu, dengan demikian hormon dapat mengoordinasikan proses metabolisme yang terjadi dalam tubuh. Contohnya pada pankreas dihasilkan hormon insulin yang mengatur kadar gula di dalam darah.
Demikinalah artikel yang bisa kami kemukakan pada segenap pembaca berkenaan dengan pengertian sintesis protein, aspek, proses, tujuan, dan manfaatnya yang ada di berbagai bidang. Semoga memberikan edukasi bagi kalian yang sedang membutuhkannya.
