Indikator 30: Proses sintesis protein

 

 

Pembentukan asam amino atau sintesis protein ditentukan oleh gen atau DNA. Proses tersebut sangat berkaitan dengan ekspresi gen. Apa itu ekspresi gen? Ekspresi gen adalah proses penerjemahan informasi di dalam gen (kode genetik) menjadi urutan asam amino yang terjadi selama sintesis protein. Proses ekspresi gen melalui dua tahap, yaitu:

 

I.         Transkripsi (berlangsung di nukleus)

Proses pencetakan urutan rantai nukleotida pada DNA untuk menjadi dRNA (disebut juga mRNA). Pada tahap ini, kode-kode genetik yang secara berurutan terdapat pada rantai nukelotida akan di salin dan dicetak mengikuti urutan yang ada sehingga terbentuklah dRNA. Namun, ketika proses pencetakan terjadi, basa nitrogen Timin (T) pada DNA akan dikode menjadi Urasil (U) pada RNA.

Pada DNA	Kode genetik Akan menjadi	Pada RNA
Adenin (A)		Timin (T)
Timin (T)		Urasil (U)
Guanin (G)		Sitosin (C)
Sitosin (C)		Guanin (G)

 

 

 

 

 

 

Rantai DNA yang ditranskripsi disebut sense sementara rantai DNA yang tidak ditranskripsi disebut antisense.

 

Tahap proses transkripsi:

1. Inisiasi (Permulaan)

Dimulai dari promoter yang menentukan tempat dimana RNA polimerase melekat.

2. Elongasi (Pemanjangan)

RNA polimerase membuka pilinan ganda DNA. Selama proses ini, RNA berdatangan dan mencetak urutan rantai nukleotida sehingga terbentuklah rantai dRNA. Setelah proses sintesis dRNA selesai, DNA terbentuk kembali dan RNA terlepas dari cetakannya.

3. Terminasi (Pengakhiran)

Proses pencetakan akan selesai setelah sampai pada terminator. Terminator adalah urutan DNA yang berfungsi menghentikan transkripsi.

 

II. Translasi (berlangsung di sitoplasma)

dRNA yang terbentuk yang dibaca secara tiga-tiga disebut juga kodon, dimana kodon akan mendiktekan jenis asam amino yang sebelumnya sudah dikode pada tahap transkripsi untuk sintesis protein. Proses ini disebut proses translasi. Proses translasi sangat berkaitan dengan dRNA dan tRNA.

tRNA dibentuk di dalam nukleus, tetapi menempatkan diri di dalam sitoplasma. tRNA merupakan RNA terpendek dan bertindak sebagai penerjemah kodon dari dRNA serta mengikat asam-asam amino di dalam sitoplasma yang akan disusun menjadi protein dan mengangkutnya ke ribosom. Bagian tRNA yang berhubungan dengan kodon dinamakan antikodon.

Pertama-tama, dRNA bergerak keluar nukleus menuju ribosom yang ada di sitoplasma dan “dibaca” oleh tRNA. Satu pe satu asam amino berikatan dengan triplet antikodon (tiga basa dalam tRNA) sehingga membentuk polipeptida.

 

Berikut adalah tabel triplet kodon:

 

 

Tahapan dalam translasi:

1. Inisiasi

Ribosom kecil mengikatkan diri pada dRNA dan tRNA. Di dekat pelekatan, ada kodon start AUG untuk memberi sinyal dimulainya proses translasi.

2. Elongasi

tRNA membawa asam amino menurut kode genetik yang dibutuhkan menempelkan antikodonnya ke kodon yang sesuai yang terdapat pada dRNA. Asam amino-asam amino terbentuk dan berikatan dengan asam amino metionin (hasil kodon start AUG). rRNA yang berasal dari ribosom besar berfungsi sebagai enzim yang mengkatalis pembentukan ikatan peptida yang menggabungkan asam amino yang dibawa tRNA membentuk polipeptida. Lalu tRNA melepaskan diri dari dRNA setelah menerjemahkan kodon menjadi asam amino. Lalu tRNA keluar dari ribosom.

3. Terminasi

Proses elongasi akan berhenti ketika proses tersebut mencapai stop kodon ketika mencapai kodon UAA, UAG, atau UGA. Polipeptida yang terbentuk terlepas dari ribosom.

GAMBARAN PROSES TRANSKRIPSI DAN TRANSLASI SECARA SINGKAT:

 

 

 

TRANSKRIPSI:

 

 

TRANSLASI:

 

 

 

SOAL INDIKATOR 30

 

1. Fase-fase sintesa protein:

 i.     RNAd meninggalkan inti menuju ribosom

ii.     RNAt mengikat asam amino yang sesuai

iii.     RNAd dibentuk di dalam inti oleh DNA

iv.     Asam amino berderet sesuai dengan urutan kode genetik

v.     Pembentukan protein yang diperintahkan

 

Urutan yang sesuai dengan sintesa protein adalah...

A.      3, 2, 1, 4, 5

B.       1, 2, 3, 4, 5

C.      3, 1, 2, 4, 5

D.      5, 4, 1, 2, 3

E.       2, 3, 4, 1, 5

 

Pembahasan:

Sintesa protein berlangsung dua tahap yaitu transkripsi dan translasi. Pada tahap transkripsi akan dibentuk RNAd oleh DNA di dalam inti. Selanjutnya RNAd yang terbentuk akan meninggalkan inti menuju ribosom. Setelah RNAd berada pada ribosom maka RNAt akan mengikat asam amino yang sesuai dengan kode genetik yang dibawa RNAd. Asam amino tersebut akan berderet-deret sesuai dengan urutan kode genetik. Setelah selesai terbentuk polipeptida yang diharapkan sesuai dengan perintah pembentukan protein.

 

2. Diketahui rantai antisense sebagai berikut :

CAT - CGA - AAT

Apabila terjadi transkripsi maka urutan basa nitrogen RNAd yang terbentuk adalah....

A.    GTA GCT TTA

B.     GTU GTC TTU

C.     CUA CGU UUA

D.    CAU CGA AAU

E.     GUA GCU UUA

 

Pembahasan:

Rantai DNA terbentuk dari dua untai rantai yaitu rantai antisense dan rantai sense. Rantai sense memiliki basa nitrogen yang saling berpasangan dengan basa nitrogen rantai antisense. Basa nitrogen purin akan berikatan dengan akan berikatan dengan pirimidin melalui ikatan hydrogen. Adenin akan berikatan dengan timin melalui dua ikatan hydrogen(A dengan T), sedangkan sitosin akan berikatan dengan guanine melalui tiga ikatan hydrogen(C dengan G). pada soal diketahui rantai antisense dengan urutan basa nitrogen berikut.

Rantai antisense : CAT  CGA  AAT .

Maka urutan rantai sensenya adalah GTA  CGT  TTA

Selanjutnya apabila terjadi transkripsi membentuk RNAd maka basa nitrogen pada rantai sense akan dicetak menjadi RNAd. Guanine akan dicetak menjadi pasangannya yaitu sitosin (G à C), begitu pula sebaliknya sitosin menjadi guanine (C à G), timin menjadi adenin (T à A), dan adenin menjadi urasil (A à U). Maka urutan basa nitrogen yang diperoleh sebagai berikut.

Rantai sense : GTA  CGT  TTA

RNAd : CAU  CGA  AAU

 

3. Perhatikan proses sintesis protein berikut!

Bagian X, Y, dan Z secara berturut-turut adalah....

A.    translasi, polipeptida, dan transkripsi

B.     translasi, RNAd, dan transkripsi

C.     RNAd, translasi, dan transkripsi

D.    transkripsi, polipeptida, dan translasi

E.     transkripsi, RNAd, dan translasi

 

Pembahasan:

Proses sintesis protein terjadi melalui dua tahap yaitu transkripsi dan translasi. Transkripsi merupakan proses pencetakan DNA menjadi RNAd. Transkripsi ditunjukkan oleh huruf X dan akan menghasilkan RNAd yang ditunjukkan huruf Y. Sementara itu, translasi merupakan proses penerjemahan RNAd menjadi asam amino (protein). Translasi ditunjukkan oleh huruf Z.

 

4. Tahap pertama dari sintesis protein adalah DNA mentranskripsi RNA duta.Tahapan berikutnya:

1. RNAT membawakan asam amino sesuai kodon

2. RNAD pergi ke ribosom

3. RNAt mentranslasi kodon

4, Asam amino berderet-deret di ribosom

5. Protein yang diinginkan telah tersusun

Urutan tahapan yang benar adalah....

A.    1,3,2,4, dan 5

B.     2,1,3,4, dan 5

C.     2,3,1,4, dan 5

D.    3,1,2,4, dan 5

E.     3,2,1,4, dan 5

 

Pembahasan:

Tahapan yang terjadi pada sintesis protein yang pertama adalah DNA mentranskripsi RNAd. Selanjutnya, RNAd akan pergi menuju ribosom. Kemudian RNAt akan nembawa asam amino sesuai kodon. RNAt tersebut akan mengaitkan diri pada RNAd sehingga terjadi peristiwa translasi kodon hingga terbentuk asam amino yang berderet-deret di ribosom. Akhirnya protein yang diinginkan terbentuk.

 

5. Perhatikan diagram sintesis protein berikut:

Peristiwa yang terjadi pada nomor 1 adalah....

A.    translasi, pencetakan ARND oleh ADN

B.     transkripsi, duplikasi ADN

C.     transkripsi, pencetakan ARND oleh ADN

D.    translasi, penerjemahan ARND oleh ARNt

E.     replikasi, duplikasi ADN

 

Pembahasan:

Proses sintesis protein terdiri atas dua tahap, yaitu transkripsi dan trasnlasi. Pada gambar soal peristiwa yang terjadi di atas garis putus-putus adalah peristiwa transkripsi (nomor 1) dari ADN membentuk ARNd (nomor 2). Peristiwa transkripsi berlangsung di dalam nucleus. Selanjutnya ARNd yang terbentuk akan menuju ribosom dam mengalami peristiwa translasi (nomor 3). Trasnslasi merupakan proses penerjemahan kode yang dibawa ARNd oleh ARNt (nomor 4) menjadi asam amino (nomor 5) yang berjajar membentuk urutan sesuai kode yang dibawa ARNd sehingga terbentuk protein.

 

6. Berikut ini adalah beberapa kodon dengan asam amino yang diikatnya.

Kodon	Asam amino
CAA	Glutamin
CCU	Prolin
AUC	Isoleusin
UCU	Serin

Bila urutan asam amino yang terbentuk adalah prolin, isoleusin, glutamine, dan serin, maka urutan basa nitrogen dari DNA sense adalah ….

A.    UAG, GGA, CAU, AGA

B.     UAG, GGA, CAT, AGA

C.    GGA, TAG, GTT, AGA

D.    TAG, GGA, CAU, AGA

E.     ATC, CCT, GTA, TCT

 

Pembahasan:

Jika asam amino yang terbentuk adalah prolin-isoleusin-glutamine-serin maka rantai tRNA nya adalah CCU - AUC - CAA - UCU. Sehingga rantai DNA sensenya adalah GGA - TAG - GTT - AGA.

 

7. Berikut ini adalah tahapan-tahapan sintesis protein.

1)      RNA-d meninggalkan DNA menuju sitoplasma

2)      DNA melakukan transkipsi membentuk RNA-d

3)      Asam amino berderet saling berikatan

4)      Terbentuk polipeptida

5)      RNA-t membawa asam amino yang sesuai kodon

Urutan pada fase translasi adalah ….

A.    1)-2)-4)

B.     1)-3)-4)

C.     2)-1)-4)

D.    3)-4)-5)

E.     5)-3)-4)

Pembahasan:

Nomor 1 dan nomor 2 adalah fase pada transkripsi. Sementara nomor 3, 4, 5 adalah fase translasi. Sehingga nomor 1 dan 2 sudah pasti salah. Ketika fase translasi terjadi, tRNA akan membawa asam amino sesuai kodon. Lalu asam amino-asam amino yang berderet saling berikatan membentuk polipeptida.

 

8. Sintesis protein memasuki tahap terminasi apabila ribosom telah bertemu kodon yang berfungsi sebagai penanda bahwa sintesis protein harus dihentikan. Kodon yang dimaksud adalah ….

A.    UAC

B.     UGC

C.     CGU

D.    UAG

E.     GAU

Pembahasan:

Proses elongasi akan berhenti ketika proses tersebut mencapai stop kodon ketika mencapai kodon UAA,UAG, atau UGA. Sehingga jawabannya UAG.

9. Jika pada rantai DNA sense terdiri atas basa nitrogen TAC CGT GCA maka basa nitrogen pada RNA-t adalah....

A. AUG GCA CGU

B. ATG GCA CGT

C. AGU GUA UGA

D. ACG GAA CGU

E. UAC CGU GCA

Pembahasan:

Pada rantai DNA sense yang terdiri atas basa nitrogen TAC CGT GCA akan diubah menjadi basa nitrogen pada tRNA dimana Adenin (A) akan dikode menjadi Urasil (U) , Timin (T) akan dikode menjadi Adenin (A), sementara Sitosin (C) akan dikode menjadi Guanin (G), dan Guanin (G) akan diubah menjadi Sitosin (C). Sehingga pada rantai tRNA terbentuk AUG GCA CGU.

10. Perhatikan skema sintesis protein di bawah ini.

Berdasarkan carta di atas, proses nomor 1 adalah....

A. Translasi

B. Transkripsi

C. Inisiasi

D. Terminasi

E. Elongasi

Pembahasan:

Proses sintesis protein berlangsung dalam dua tahap, yaitu transkripsi dan translasi. Transkripsi merupakan proses pembentukan RNAd dari DNA. Pada peristiwa nomor 1 menunjukkan peristiwa transkripsi. Rantai DNA akan terbuka menjadi dua rantai yaitu rantai sense dan antisense. Enzim RNA polymrase menambahkan nukleotida dari molekul RNA yang sedang tumbuh di sepanjang rantai DNA. Setelah sintesis selesai maka rantai DNA akan bergabung kembali ke bentuk semula. Selanjutnya, peristiwa nomor 2 menunjukkan proses tranlasi dimana kode-kode yang dibawa oleh RNAdakan diterjemahkan menjadi polipeptida.Adapun inisiasi, elongasi, dan terminasi merupakan tahapan tahapan yang terjadi pada transkripsi dan translasi.

11. Sepotong rantai DNA mempunyai urutan basa sebagai berikut:

Bila terjadi transkripsi, urutan basa pada RNAd adalah....

A. AUG - GCU - GAG

B. UAC - CGA - CUC

C. TAC - CGA - CTC

D. UAG- GCU - GUC

E. AUC- CGU- CUC

Pembahasan:

Proses transkripsi merupakan pembentukan dRNA dari DNA. Rantai DNA akan terbuka menjadi rantai sense dan antisense. Basa nitrogen pada rantai sense akan diterjemahkan dari sitosin menjadi guanin (C-->G), guanin menjadi sitosin (G -->C), timin menjadi adenin (T-->A), dan adenin menjadi urasil (A-->U). Pada soal menunjukan rantai sense (cetakan) memiliki basa nitrogen ATG GCT GAG akan diterjemahkan menjadi UAC CGA CUC.

12. Sintesis protein disusun oleh dua tahapan yakni tahapan transkripsi dan translasi. Keduanya memiliki mekanisme sebagai berikut.

	Transkripsi	Translasi
A	Proses mengikat basa nitrogen	Menyusun basa nitrogen menjadi tiga titik basa berupa kodon
B	Melibatkan rantai antisense pada DNA untuk mencetak RNAd	Terjadi pengikatan asam amino yang larut dalam plasma
C	Proses mencetak RNAd	Proses menerjemahkan urutan basa molekul RNAd ke dalam urutan asam amino polipeptida
D	Berperan dalam pembentukan protein dari asam amino	Berperan membentuk enzim-enzim
E	Memerlukan basa nitrogen adenin, timin, guanin, dan sitosin	Memerlukan basa nitrogen adenin, timin, guanin, sitosin

Pembahasan:

Proses sintesis protein berlangsung melalui dua tahap yaitu transkripsi dan translasi. Transkripsi merupakan proses pencetakan RNAd, RNAt, dan RNAr dari DNA. Sementara itu, translasi merupakan proses menerjemahkan urutan basa molekul RNAd ke dalam urutan asam amino polipeptida.

13. Perhatikan tahapan-tahapan sintesis protein berikut.

1) Elongasi

2) Termominasi

3) Inisiasi

4) Terminasi

Urutan tahapan yang benar saat translasi terjadi adalah.....

A.    2-3-4

B.     3-1-4

C.     4-3-2

D.    2-1-3

E.     4-1-3

Pembahasan:

Tahapan secara berurutan pada proses translasi adalah inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan), dan terminasi (pengakhiran).

14. Tahapan-tahapan yang terjadi pada proses sintesis protein adalah....

A. Eliminasi dan translasi

B. Translasi dan adisi

C. Transkripsi dan Translasi

D. Eliminasi dan transkripsi

E. Adisi dan Transkripsi

Pembahasan: Tahapan-tahapan yang terjadi pada proses sintesis protein adalah tahapan transkripsi lalu translasi. Tahapan transkripsi adalah proses pencetakan urutan rantai nukleotida pada DNA untuk menjadi dRNA (mRNA), sementara tahapan translasi adalah proses dimana kodon akan mendiktekan jenis asam amino yang sebelumnya sudah dikode pada tahap transkripsi untuk sintesis protein.

15. Urutan basa nitrogen dari rantai DNA sense berikut: GCA TTC AGC TAT. Proses transkripsi yang dilakukan oleh DNA akan membentuk basa nitrogen pada RNAd yang terdiri dari...

A.                CGU AAG UCG AUA

B.                 CGT AAG TCG ATA

C.                 GCA TTC AGC TAT

D.                GAC TCT TCG TUA

E.                 GCA UUC AGC UAU

Pembahasan:

-          DNA sense => RNAt (antikodon), T diganti U.

-          DNA antisense => RNAd (kodon), T diganti U.

Urutan basa nitrogen dari rantai DNA sense berikut: GCA TTC AGC TAT. Proses transkripsi yang dilakukan oleh DNA akan membentuk basa nitrogen pada RNAd yang terdiri dari CGU AAG UCG AUA.