BAB I PENDAHULUAN. B. Rumusan Masalah. C. Tujuan Penulisan

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Ribosom adalah komponen sel yang membuat protein dari semua asam amino. Salah satu prinsip utama biologi, sering disebut sebagai dogma sentral, adalah DNA yang digunakan untuk membuat RNA, yang pada gilirannya digunakan untuk membuat protein. Urutan DNA gen disalin ke RNA (mrna). Ribosom kemudian membaca informasi dalam RNA dan menggunakannya untuk membuat protein. Proses ini dikenal sebagai translasi; yaitu, ribosom menerjemahkan informasi genetik dari RNA menjadi protein. Ribosom melakukan hal ini dengan mengikat sebuah mrna dan menggunakannya sebagai template untuk urutan yang benar asam amino pada protein tertentu. Asam amino yang melekat pada RNA transfer (trna) molekul, yang masuk salah satu bagian dari ribosom dan mengikat ke urutan messenger RNA. Asam amino terlampir yang kemudian bergabung bersama oleh bagian lain dari ribosom. Ribosom bergerak sepanjang mrna, membaca urutan dan menghasilkan rantai asam amino. Ribosom terbuat dari kompleks dari RNA dan protein. Ribosom dibagi menjadi dua subunit, satu lebih besar daripada yang lain. Mengikat subunit kecil untuk mrna, sedangkan mengikat subunit yang lebih besar untuk trna dan asam amino. Ketika selesai membaca mrna ribosom, kedua subunit terpecah. Ribosom telah diklasifikasikan sebagai ribozim, karena RNA ribosomal tampaknya paling penting bagi aktivitas transferase peptidil yang menghubungkan asam amino bersama. Ribosom dari bakteri, archaea dan eukariota (tiga domain kehidupan di Bumi), memiliki struktur secara signifikan berbeda dan urutan RNA. Perbedaan-perbedaan dalam struktur memungkinkan beberapa antibiotik untuk membunuh bakteri oleh ribosom menghambat mereka, sementara meninggalkan ribosom manusia tidak terpengaruh. Ribosom dalam mitokondria sel eukariotik mirip pada bakteri, yang mencerminkan asal-usul evolusi kemungkinan organel ini berasal dari kata ribosom asam ribonukleat. B. Rumusan Masalah C. Tujuan Penulisan 1. Untuk bisa mengetahui asal usul dari ribosom 2. Mengetahui pengertian ribosom 3. Mengetahui struktur dan fungsi dari ribosom sebagai tempat proses sintesis protein.

2 4. Mengetahui sifat dari struktur ribosom berasal dari kata ribosom asam ribonukleat. Archaeal, eubacterial dan ribosom eukariotik berbeda dalam ukuran, komposisi dan rasio protein untuk RNA. Karena mereka terbentuk dari dua subunit ukuran non-sama, mereka sedikit lebih panjang di sumbu daripada di diameter. ribosom prokariotik sekitar 20 nm (200 Angstrom) dengan diameter dan terdiri dari 65% RNA ribosom dan protein ribosom 35% (dikenal sebagai ribonucleoprotein atau RNP). ribosom eukariotik adalah antara 25 dan 30 nm ( Angstrom) dengan diameter dan rasio rrna terhadap protein dekat dengan 1. Ribosom menerjemahkan messenger RNA (mrna) dan membangun rantai polipeptida (misalnya, protein) menggunakan asam amino yang disampaikan oleh RNA transfer (trna). situs aktif mereka dibuat dari RNA, ribosom sehingga sekarang diklasifikasikan sebagai ribozim. Ribosom membangun protein dari instruksi genetik yang diadakan dalam messenger RNA. Ribosom bebas ditangguhkan dalam sitosol (bagian semi-cairan sitoplasma), dan yang lainnya terikat pada retikulum endoplasma kasar, sehingga memberikan penampilan kekasaran, langkah-langkah lain dalam sintesis protein (seperti translokasi) disebabkan oleh perubahan konformasi protein. Ribosom kadang-kadang disebut sebagai organel, namun penggunaan istilah organel sering dibatasi untuk menggambarkan komponen sub-seluler yang termasuk membran fosfolipid, yang seluruhnya partikulat. Untuk alasan ini, ribosom kadang-kadang dapat digambarkan sebagai non-membran organel. Pada mulanya ribosom dipandang memiliki hubungan pasif pada proses sintesis protein, melalui struktur yang terjadi pada proses translasi. Pandangan ini berubah pada beberapa tahun kemudian, sehingga ribosom dianggap memiliki 2 peran aktif dalam dalam proses sintesis protein : 1. Ribosom mengkoordinasi sintesis protein dengan menempatkan mrna aminoacyl, trna dan menghubungkan faktor protein dengan posisi yang relatif benar satu samalainnya. 2. Komponen ribosom meliputi rrnas, mengkatalisis sedikitnya reaksi kimia yang terjadi selama translasi.

3 A. Struktur dan fungsi ribosom a. Struktur Ribosom Ribosom adalah partikel kecil kedap-elektron dengan ukuran sekitar nm. Ribosom tersusun oleh empat jenis RNA ribosom (rrna) dan hampir 80 protein yang berbeda. Ribosom merupakan partikel yang padat terdiri dari ribonukleoprotein. Ribosom ada yang tersebar secara bebas di sitoplasma dan ada yang melekat pada permukaan external dari membran Retikulum Endoplasma. Ribosom ini adalah organel yang memungkinkan terjadinya sintesa protein. Struktur dari ribosom memiliki sifat sebagai berikut : 1. Bentuknya universal, pada potongan longitudinal berbentuk elips. 2. Pada teknik pewarnaan negatif, tampak adanya satu alur transversal, tegak lurus pada sumbu, terbagi dalam dua sub unit yang memiliki dimensi berbeda. 3. Setiap sub unit dicirikan oleh koefisiensi sedimentasi yang dinyatakan dalam unit Svedberg (S). Sehingga koefisien sedimentasi dari prokariot adalah 70S untuk keseluruhan ribosom (50S untuk sub unit yang besar dan 30S untuk yang kecil). Untuk eukariot adalah 80S untuk keseluruhan ribosom (60S untuk sub unit besar dan 40S untuk yang kecil). 4. Dimensi ribosom serta bentuk menjadi bervariasi. Pada prokariot, panjang ribosom adalah 29 nm dengan besar 21 nm. Dan eukariot, ukurannya 32 nm dengan besar 22 nm. 5. Pada prokariot sub unitnya kecil, memanjang, bentuk melengkung dengan 2 ekstremitas, memiliki 3 digitasi, menyerupai kursi. Pada eukariot, bentuk sub unit besar menyerupai ribosom E. coli. Ribosom umumnya terdapat di retikulum endoplasma dan selaput inti, dan sebagian lainnya terdapat bebas di dalam sitoplasma. Ribosom bertindak sebagai mesin produksi protein dan akibatnya ribosom sangat melimpah pada sel yang sedang aktif dalam sintesis protein. Sejumlah protein yang dihasilkan, diangkut ke luar sel. Ribosom eukaryot diproduksi dan dirakit di dalam nukleolus. Protein ribosomal masuk ke nukleolus dan berkombinasi dengan empat strand rrna untuk membentuk dua sub unit ribosomal (sub unit kecil dan sub unit besar). Unit ribosom ke luar meninggalkan inti melalui pori inti dan menyatu dalam sitoplasma untuk tujuan sintesis protein. Bila produksi protein tidak berlangsung, kedua sub unit ribosomal terpisah.

4 Pemahaman mengenai struktur ribosom telah dikembangkan secara berangsur-angsur lebih dari 50 tahun, dan semakin banyak struktur yang telah diaplikasikan untuk masalah ini. Awalnya disebut microsome, ribosom yang pertama diamati pada awal abad 20 sebagai partikel kecil hampir diluar kemampuan mikroskop cahaya. Pada tahun 1940 dan 1950, mikroskop elektron pertama menunjukan bahwa ribosom bakteri berbentuk oval dengan ukuran 29 nm x 21 nm, lebih kecil dari ribosom eukariot, dan bermacam-macam ukuran kecil tersebut bergantung pada spesiesnya dengan ciri-ciri sekitar 32 nm x 22nm. Dalam pertengahan 1950an penemuan ribosom adalah pada daerah sintesis protein yang di stimulasi percobaan untuk menggambarkan struktur patikel ini dengan lebih detail. Awal proses kemajuan dalam memahami struktur ribosom secara terperinci, tidak datang dari pengamatan dengan mikroskop elektron tetapi dari analisis komponennya dengan ultrasentifugasi. Ribosom utuh memiliki koefisien sedimentasi 80s untuk eukariot dan 70s untuk bacteria, dan masing-masing dapat dipecah atau dibagi dalam komponennya lebih kecil. Masing-masing ribosom meliputi 2 subunit, pada prokariot subunit ini 60s dan 40s. Pada bakteria adalah 50s dan 30s, dengan catatan koefisien sedimentasi tidak additive karena hal terebut tergantung pada bentuk seperti halnya masa. Subunit terbesar berisi 3 rrnas pada eukariot ( 285, 5.85 dan 55 rrnas ) tapi hanya ada 2 pada bacteria ( 235 dan 53 rrnas ). Pada bacteria eukariot sepadan dengan 5.8 rrna termuat dalam 23 rrna. Subunit ribosom mengandung rrna tunggal pada kedua tipe organisme, masingmasing sebuah 18s rrna pada eukariot dan sebuah 16s rrna pada bakteria. Kedua subunit berisi berbagai protein ribosomal. Dengan angka-angka yang lebih detail pada protein ribosom yang kecil disebut S1, S2 dan seterusnya dan yang besar disebut L1, L2 dan seterusnya. Hanya ada satu dari masing-masing protein tiap ribosom, kecuali L7, L12 yang ada sebagai dimer. Penyelidikan struktur halus ribosom Sekali komposisi dasar ribosom eukariot dan ribosom bakteria diketahui, maka pengamatan dan perhatian di fokuskan pada cara dengan variasi rrna dan protein di cocokan bersama-sama. Informasi penting telah disajikan oleh urutan RNA pertama,

5 perbandingan diantara daerah yang telah di identifikasi dapat berupa base-pair untuk membentuk komponen struktur 2 dimensi. Gambar : Struktur basa RNA 165 pada E.coli. Hal ini menunjukan pasangan basa standar (G-C, A-U) dinyatakan sebagai bar/palang dan pasangan basa yang tidak standar (misalnya G-U) dinyatakan sebagai titik. Hal ini menunjukan bahwa RNA menyediakan sebuah scaffolding dalam ribosom, untuk protein yang diikat, sebuah interpretasi bahwa dibawah penekanan memainkan peranan aktif rrna yang utama pada proses sintesis protein, tetapi meskipun demikian adalah suatu fondasi yang digunakan untuk penelitian subsequen. Banyak penelitian berikutnya yang dikonsentarikan pada ribosom bakteri yang lebih kecil dari eukariot dan tersedia dalam jumlah besar dari sekitar ekstra sel, yang tumbuh dalam kepadatan tinggi dalam kultur cairan. Sejumlah pendekatan yang digunakan untuk mempelajari ribosom bakteri : a. Mempelajari perlindungan nuklease yang memungkinkan kontak antara rrnas dan protein untuk di identifikasi. b. Protein-protein crosslinking yang mengidentifikasi pasangan atau kelompok protein, yang ditempatkan tertutup dari satu ribosom ke ribosom lain. c. Mikroskopis elektron secara berangsur telah lebih canggih dan memungkinkan untuk mengenal struktur ribosom lebih detail. Sebagai contoh, inovasi rapat mikroskopis imunoelektron, dimana ribosom diberi label dengan anti bodi spesifik sebelum dilakukan pengujian, dan telah digunakan untuk menempatkan posisi protein ini pada permukaan atas ribosom. d. Site directed hydroxyl, penyelidikan radikal dengan menggunakan kemampuan ion Fe(11) untuk menghasilkan hydroxyl radical yang membelah ikatan RNA phosfodiester, yang ditempatkan setelah 1 nm dari daerah produksi radicula. Teknik ini telah digunakan untuk menentukan posisi yang tepat protein ribosom S5 pada ribosom E. coli. Asam amino berbeda pada S5 telah dilabeli dengan Fe (11) dan hydroxyl radical diinduksi untuk menyusun kembali ribosom. Posisi pada 16S rrna telah di bagi kemudian digunakan untuk menyimpulkan / menduga topologi rrna sekitar protein 55. Ditahun-tahun terakhir teknik ini terus meningkat, dilengkapi dengan X-ray crystallography yang bertanggung jawab untuk mengarahkan pengertian yang

6 mendalam pada struktur ribosom. Analisis sejumlah data yang difraksi X-ray yang diproduksi cyristal dari suatu objek yang sama besar, seperti ribosom adalah tugas yang sangat besar terutama untuk memperoleh struktur yang detail yang cukup informative, tentang bagaimana ribosom bekerja. Tantangan ini telah dijumpai dan strukturnya telah di simpulkan bahwa ribosomal protein mengelilingi segmen rrna mereka, untuk subunit yang besar dan kecil dan untuk keseluruhan ribosom bakteri yang terlihat pada mrna dan trna. Seperti halnya menyatakan struktur ribosom ini merupakan informasi terbaru, dan mempunyai dampak penting pada pemahaman proses translasi. b. Fungsi Ribosom 1. Sintesis Protein Ribosom berfungsi sebagai tempat sintesis protein dan merupakan contoh organel yang tidak bermembran. Organel ini terutama disusun oleh asam ribonukleat, dan terdapat bebas dalam sitoplasma maupun melekat pada RE. anatomi-ribosom Ada banyak tahapan antara ekspresi genotip ke fenotip.gen-gen tidak dapat langsung begitu saja menghasilkan fenotip-fenotip tertentu.fenotip suatu individu ditentukan oleh aktivitas enzim (protein fungsional).enzim yang berbeda akan menimbulkan fenotip yang berbeda pula.perbedaan satu enzim dengan enzim yang lain ditentukan oleh jumlah jenis dan susunan asam amino penyusun protein enzim.pembentukan asam amino ditentukan oleh gen atau DNA. Ekspresi gen merupakan proses dimana informasi yang dikode di dalam gen diterjemahkan menjadi urutan asam amino selama sintesis protein.dogma sentral mengenai akspresi gen, yaitu DNA yang membawa informasi genetik yang ditrnaskripsi oleh RNA, dan RNA diterjemahkan menjadi polipeptida.ekspresi gen merupakan sintesis protein yang terdiri dari dua tahap, yaitu tahap pertama urutan rantai nukleotida tempale (cetakan) dari suatu DNA untai ganda disalin untuk menghasilkan satu rantai molekul RNA.Proses ini disebut transkripsi dan berlangsung di inti sel.tahap kedua merupakan sintesis pilopeptida dengan urutan spesifik berdasarkan rantai RNA yang dibuat pada tahap pertama.proses ini disebut translasi.

7 2. Transkripsi transkripsi-dan-translasi Transkripsi merupakan sintesis RNA dari salah satu rantai DNA, yaitu rantai cetakan atau sense, sedangkan rantai DNA komplemennya disebut rantai antisense.rentangan DNA yang ditranskripsi menjadi molekul RNA disebut unit transkripsi. RNa dihasilkan dari aktivitas enzim RNA polimerase.transkripsi terdiri dari tiga tahap, yaitu inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan), dan terminasi (pengakhiran) rantai RNA. Daerah DNA dimana RNA polimerase melekat dan mengawali transkripsi disebut promoter.suatu promoter mencakup titik awal transkripsi dan biasanya membentang beberapa pasangan nukleotida di depan titik awal tersebut.selain itu, promoter juga menentukan di mana transkripsi dimulai, promoter juga menentukan yang mana dari kedua untai heliks DNA yang digunakan sebagai cetakan. 3. Elogasi Setelah sintesis RNA berlangsung, DNA heliks ganda terbentuk kembali dan molekul RNA baru akan dilepas dari cetakan DNA-nya.Transkripsi berlanjut pada laju kira-kira 60 nukleotida per detik pada sel eukariotik. 4. Translasi Dalam proses translasi, sel menginterpretasikan suatu kode genetik menjadi protein yang sesuai.kode geneti tersebut berupa serangkaian kodon di sepanjang molekul RNAd, interpreternya adalah RNAt.RNAt mentransfer asam amino-asam amino dari kolam asam amino di sitoplasma ke ribosom.molekul RNAt tidak semuanya identik.pada tiap asam amino digabungkan dengan RNAt yang sesuai oleh suatu enzim spesifik yang disebut aminoasil-rnat sintetase ( aminoacyl-trna synthetase ).Ribosom memudahkan pelekatan yang spesifik antara antikodon RNAt dengan kodon RNAd selama sintesis protein.sebuah ribosom tersusun dari dua subunit, yaitu subunit besar dan subunit kecil.subunit ribosom dibangun oleh protein-protein dan molekul-molekul RNAr. Tahap translasi dapat dibagi menjadi tiga tahap seperti transkripsi, yaitu inisiasi elongasi, dan terminasi.semua tahapan ini memerlukan faktor-faktor protein yang membantu RNAd, RNAt, dan ribosom selama proses translasi.inisiasi dan elongasi

8 rantai polipeptida jga membutuhkan sejumlah energi yang disediakan oleh GTP (guanosin triphosphat), suatu molekul yang mirip ATP. 5. Inisiasi Tahap inisiasi dari translasi terjadi dengan adanya RNAd, sebuah RNAt yang memuat asam amino pertma dari polipeptida, dan dua subunit ribosom.pertama, subunit ribosom kecil mengikatkan diri pada RNAd dan RNAt inisiator.di dekat tempat pelekatan ribosom subunit kecil pada RNAd terdapat kodon inisiasi AUG, yang memberikan sinyal dimulainya proses translasi.rnat inisiator, yang membawa asam amino metionin, melekat pada kodon inisiasi AUG. Oleh karenanya, persyaratan inisiasi adalah kodon RNAd harus mengandung triplet AUG dan terdapat RNAt inisiator berisi antikodon UAC yang membawa metionin.jadi pada setiap proses translasi, metionin selalu menjadi asam amino awal yang diingat.triplet AUG dikatakan sebagai start codon karena berfungsi sebagai kodon awal translasi. 6. Elongasi Pada tahap elongasi dari translasi, asam amino berikutnya ditambahkan satu per satu pada asam amino pertama (metionin). Pada ribosom membentuk ikatan hidrogen dengan antikodon molekul RNAt yang komplemen dengannya.molekul RNAr dari subunit ribosom besar berfungsi sebagai enzim, yaitu mengkatalisis pembentukan ikatan peptida yang menggabungkan polipeptida yang memanjang ke asam amino yang baru tiba.pada tahap ini polipeptida memisahkan diri dari RNAt tempat perlekatannya semula, dan asam amino pada ujung karboksilnya berikatan dengan asam amino yang dibawa oleh RNAt yang baru masuk.saat RNAd berpindah tempat, antikodonnya tetap berikatan dengan kodon RNAt.RNAd bergerak bersama-sama dengan

9 antikodon dan bergeser ke kodon berikutnya yang akan ditranslasi.sementara itu, RNAt yang tanpa asam amino telah diikatkan pada polipeptida yang sedang memanjang dan selanjutnya RNAt keluar dari ribosom.langkah ini membutuhkan energi yang disediakan oleh hirolisis GTP.Kemudian RNAd bergerak melalui ribosom ke satu arah saja, kodon satu ke kodon lainnya hingga rantai polipeptidanya lengkap. 7. Terminasi Transkripsi berlangsung sampai RNA polimerase mentranskripsi urutan DNA yang disebut terminator.terminator merupakan suatu urutan DNA yang berfungsi menghentikan proses transkripsi.pada sel prokariotik, transkripsi biasanya berhenti tepat pada saat RNA polimerase mencapai titik terminasi.sedangkan pada sel eukariotik, RNA pilomerase terus melawati titik terminasi.rna yang telah terbentuk akan terlepas dari enzim tersebut. Tahap akhir translasi adalah terminasi.elongasi berlanjut hingga ribosom mencapai kodon stop.triplet basa kodon stop adalah UAA, UAG, atau UGA. Kodon stop tidak mengkode suatu asam amino melainkan bertindak sebagai sinyal untuk menghentikan translasi. Bab III. KESIMPULAN

10 Dari makalah yang dibuat didapat kesimpulan sebagai berikut: 1. Ribosom adalah komponen sel yang membuat protein dari semua asam amino. Ribosom umumnya terdapat terikat ke retikulum endoplasma dan selaput inti, dan sebagian lainnya terdapat bebas dalam sitoplasma. 2. Ribosom bertindak sebagai mesin produksi protein dan akibatnya ribosom sangat melimpah pada sel yang sedang aktif dalam sintesis protein. Sejumlah protein yang dihasilkan, diangkut ke luar sel. Ribosom eukaryot diproduksi dan dirakit di dalam nukleolus. 3. Ribosom dibagi menjadi dua subunit, satu lebih besar daripada yang lain. Mengikat subunit kecil untuk mrna, sedangkan mengikat subunit yang lebih besar kepada trna dan asam amino. Ketika selesai membaca mrna ribosom, kedua subunit terpecah. Ribosom telah diklasifikasikan sebagai ribozim, karena RNA ribosomal tampaknya paling penting bagi aktivitas transferase peptidil yang menghubungkan asam amino bersama. Ribosom dari bakteri, archaea dan eukariota (tiga domain kehidupan di Bumi), memiliki struktur secara signifikan berbeda dan urutan RNA. 4. Salah satu sifat Struktur dari ribosom adalah yaitu Setiap sub unit dicirikan oleh koefisiensi sedimentasi yang dinyatakan dalam unit Svedberg (S). Sehingga koefisien sedimentasi dari prokariot adalah 70S untuk keseluruhan ribosom (50S untuk sub unit yang besar dan 30S untuk yang kecil). Untuk eukariot adalah 80S untuk keseluruhan ribosom (60S untuk sub unit besar dan 40S untuk yang kecil). 5. Ribosom berfungsi sebagai tempat sintesis protein dan merupakan contoh organel yang tidak bermembran. Organel ini terutama disusun oleh asam ribonukleat, dan terdapat bebas dalam sitoplasma maupun melekat pada RE. 6. Ribosom juga dapat melakukan Transkripsi, Terminasi, Inisiasi, Elogasi, Elongasi, DAFTAR PUSTAKA Comarck, David.H Histologi Jilid 1 Edisi ke-9. Jakarta : Binarupa Aksara Geneser, Finn Buku Teks Histologi. Jakarta : Binarupa Aksara Johnson. E, Kurt Histologi dan Biologi Sel. Jakarta : Binarupa Aksara 2 April WIB 1 April WIB 1 April WIB 1 April WIB

11 1 April WIB 1 April WIB