Sintesis Protein melibatkan penyalinan bagian

Membran Inti
Inti sel atau nukleus sel adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik.
Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA
linear panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti
histon. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel.
Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol
aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk
mengaturn gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengodekan
protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari
DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan
diakhiri.
Struktural utama nukleus adalah membran inti, suatu membran lapis ganda yang
membungkus keseluruhan organel dan memisahkan bagian inti dengan sitoplasma sel,
serta lamina inti, suatu struktur dalam nukleus yang memberi dukungan mekanis seperti
sitoskeleton yang menyokong sel secara keseluruhan. Membran inti dipisahkan oleh
ruangan sekitar 20-40 nm yang disebut rongga perinukleus. Bagian luar membrane inti
berbatasan dengan sitoplasma dan menyatu dengan retikulum endoplasma kasar (RER).
Terdapat pori-pori inti hampir di seluruh permukaan membrane inti yang
menyatukan lapisan membran luar inti dan membran dalam inti denagn diameter sekitar
100 nm. Sangat berperan dalam lalu lintas ribosom, mRNA, dan protein-protein inti. Juga
sebagai gerbang ysng menghubungkan antara sitoplasma dengan nukleoplasma. Tidak
semua molekul dapat masuk dan keluar melalui pori inti ini karena terdapat prosedur
yang sangat kompleks.
Membran dalam inti sedikit berbeda kandungan dan fungsi dengan membran luar
inti. Karena membran inti berhubungan dengan retikulum endoplasma, maka akan
tumbuh dan melebar dengan ceoat dengan pergantian materi dengan retikulum
endoplasma. Hal ini dapat memfasilitasi nukleolus mengubah bentuk dan mengembalikan
bentuk membran inti ketika mitosis terjadi. Salah satu keuntungan membran ganda ini
adalah masing-masing membran terspesialisasi untuk berinteraksi dengan komponenkomponen yang ada di sitoplasma atau nukleoplasma sehingga kerja nukleoulus menjadi
lebih efektif. Contohnya, beberapa protein di dalam membran dalam inti hanya
berhubungan dengan lapisan lamina saja.
Struktur lainnya adalah lapisan tebal tak beraturan berbentuk serabut yang
menempel pada membran dalam inti yang dikenal dengan lamina inti. Tiap sel memiliki
ketebalan yang berbeda-beda dan kadang sangat sulit ditemukan dengan mikroskop.
Namun, ada bukti secara kimiawi bahwa lamina inti benar-benar ada di semua sel
eukariot. Sangat berperan dalam mengoordinasi kedua membran inti dan kromatin.
Struktur lamina inti terdiri dari benang-benang acak yang mengandung protein-protein
spesifik.
Pada vertebrata, lamina inti menghasilkan tiga polipetida penting yang menempel
secara spesifik pada membran dalam inti. Komponen lainnya yang lebih spesifik
menempel pada kromatin. Polipeptida lamina inti adalah komponen dalam pemberhentian
dan pembentukan ulang membran inti yang terjadi ketika mitosis. Pada profase, hampir
semua protein lamina inti dilepaskan dari membran inti dan akan berdifusi ke sitoplasma
sehingga lamina inti terfosforilasi. Kromatin yang menempel pada lamina inti akan
terlepas dan mulai menebal menjadi kromatid. Ketika mencapai fase telofase, lamina inti
mengkaktifkan kembali ptrotein-protein untuk melakukan defosforilisasi sehingga lamina
inti terbentuk kembali. Setelah lamina ini terbentuk, protein spesifik lainnya akan
bereaksi dengan membran inti dan kromatid yang mulai menipis. Membran inti terbentuk
kembali dengan pori-pori inti. Lamina inti menempel kembali dengan membran dalam
inti dan kromatid serta menjaga bentuk nukleolus.
Peran lainnya dari lamina inti adalah menjaga pori-pori inti agar tetap
ditempatnya dan menjaga bentuk dari membran inti. Juga menjaga jarak antara kromatin
dengan membran inti selama interfase. Keduanya dikoordinasikan dengan jelas dimana
kromatin dicegah agar tidak bergerak disekitar pori-pori inti.
Sintesis Protein
Sintesis protein melibatkan penyalinan bagian-bagian tertentu pada DNA ke
dalam polinukleotid yang disebut ribonukleat atau RNA yang memiliki fungsi berbeda.
Memiliki sedikit perbedaan dengan DNA, RNA tidak mengandung gula deoksiribosa
melainkan ribose. Basa timin (T) diganti dengan basa urasil (U) yang juga berpasangan
dengan adenine (A). Suatu proses pemindahan informasi genetis ke molekul RNA dari
cetakan DNA karena DNA sebagai media untuk proses transkripsi suatu gen yang berada
di dalam kromosom dan terikat oleh protein histon. Berbeda halnya dengan replikasi
DNA, hasil transkripsi RNA tidak menyatu dengan DNA karena akan dilepaskan dan
molekuknya relatif lebih pendek karena hanya berupa salinan dari rantai kecil DNA yang
terdiri dari beberapa protein saja. Dalam transkripsi RNA terdapat molekul protein yang
berperan sebagai pengantar disebut messenger RNA (mRNA) sedangkan RNA transfer
(tRNA)
akan
membentuk
komponen
ribonukleoprotein yang lebih kecil.
RNA
ribosoma
(rRNA)
atau
partikel
1. Trankripsi
Pada eukariot terdapat rangkaian penyandi (coding sequence), disebut ekson yang
akan disela oleh rangkaian non-penyandi, dikenal dengan intron. Keseluruhan gen,
termasuk ekson dan intron akan ditanskripsikan ke sebuah molekul RNA yang besartranskrip primer. Saat menjelang proses trasnkripsi bejalan, biasanya didahului sinyal dari
luar nukeolus karena membutuhkan protein Enzim untuk mentranskripsi DNA menjadi
RNA disebut RNA polimerase II.
Proses transkripsi dimulai ketika enzim RNA polimerase II bertemu dan
menempel dengan protein pada DNA yang disebut promoter dan bergerak sepanjang
cetakan DNA dari ‘5 ke ‘3. Hal ini dikenal sebagai titik inisiasi (kodon AUG), proses
awal dari transkripsi. Semuanya akan dikopi secara utuh baik daerah ekson maupun
intron. Bagian yang ditranskripsi berbebda antara satu gen dengan gen lainnya. Tahap
transkripsi berikutnya adalah elongasi, RNA terpisah atau menjauh dari cetakan DNA
sehingga kedua untai DNA dapat bergabung lagi. Tahap terakhir dari trankripsi adalah
terminasi, yaitu ketika RNA polimerase mencapai urutan basa tertentu dan berhenti
bertanskrip. Proses transkripsi menghasilkan tiga jenis RNA, yaitu RNA yang mengkode
urutan asam amino disebut RNA pembawa atau mesenger (mRNA), transfer RNA
(tRNA) sebagai molekul penerjemah dan ribosoma (rRNA) yang menyediakan diri
sebagai tempat atau pabrik pembuat protein.
Daerah regulasi gen, ekson, intron, dan sinyal akhir proses transkripsi dari gen prokariota dan eukaryota.
Proses splicing dari pematangan mRNA.
Disini, mRNA ini akan mengalami proses splicing (penyuntingan) oleh enzim
tertentu yang akan memotong semua daerah intron. Hal ini membuat mRNA jauh lebih
pendek dan hanya mengandung ekson yang disambungkan menjadi satu urutan gen utuh.
Kemudian akan bergerak ke sitoplasma sebagai bahan sintesis protein.
2. Translasi
Rangkaian nukleotid dalam molekul mRNA yang bertindak sebagai bahan
perantara ternyata harus dibaca secara berurutan dalam kelompok tiga-tiga (triplet) yang
disebut kodon. Sama halnya seperti transkripsi, translasi juga dibedakan menjadi tiga
tahap yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi di dalam ribosom. Translasi sangat
bergantung pada molekul-molekul adaptor yang mengenali baik asam amino maupun
kelompok tiga nukleotidnya. Adaptor ini terdiri atas sekumpulan molekul RNA kecil
yang dikenal sebagai tRNA. Tahapan inisiasi translasi adalah molekul mRNA melekat ke
arah subunit kecil ribosom. tRNA initiator berlokasi dan melekat pada kodon khusus
permulaan translasi mRNA Inisiasi mengawali sintesis polipeptida dari kodon AUG
sebagai asam amino methionine (Met). Proses ini berlangsung dengan bantuan initiation
factor sehingga tRNA dan asam amino methionine bergerak ke ribosom tempat sintesis
protein berlangsung. Kemudian subunit ribosom besar bergabung dengan subunit
kecilnya, menghasilkan ribosom fungsional untuk sintesa protein berlangsung, di mana
tRNA inisiator tepat menempati posisinya.
Langkah selanjutnya adalah elongasi atau pemanjangan polipeptida sesuai dengan
urutan kodon yang dibawa oleh mRNA. Proses ini memerlukan elongation factor
complex, ribosoma. Suatu kompleks lebih dari 50 protein berlainan yang bersatu dengan
tRNA. Setiap ribosoma adalah mesin penyintesis protein untuk membaca pesan genetik
yang tersimpan dalam mRNA. Proses elongasi akan berhenti sampai kodon terminasi,
yaitu UAA atau UAG atau UGA yang tidak mengkode asam amino, dan itu menandai
terminasi translasi. Polipetida akan diproses sebagai molekul protein fungsional dengan
berbagai struktur setelah melalui proses post translation di retikulum endoplasma (RE)
hingga tingkat jaringan.
Kode Genetik
Aliran informasi genetik dalam sel :DNA―>RNA―>protein