Pengertian Sintesis Protein, Tahapan, dan Fungsinya

Di dalam tubuh makhluk hidup pasti terdapat aktivitas sel. Bobot kering sebuah sel mengandung 50% protein. Protein merupakan molekul dengan struktur paling rumit. Struktur protein sangat beragam sesuai dengan fungsinya yang beragam. Meskipun struktur protein beragam, semua protein tersusun atas 20 asam amino yang sama.

Pengertian Sintesis Protein

Protein dibuat melalui sintesis protein. Apa yang dimaksud sintesis protein? Sintesis protein merupakan salah satu bioproses yang terjadi di dalam sel. Sintesis protein adalah penerjemahan gen menjadi asam amino hingga berbentuk protein.


Bahan dasar dari sintesis protein adalah asam amino dan berlangsung di dalam inti sel (nukleus) dan ribosom. Sintesis ini melibatkan DNA, RNA, dan ribosom. Terdapat dua dalam sintesis protein, yaitu tahap trankripsi dan tahap translasi. Pada tahap trankripsi kode genetik dalam DNA disalin dan menghasilkan satu rantai molekul RNA. Adapun tahap translasi, terjadi sintesis polipeptida dengan urutan spesifik berdasarkan rantai RNA yang dibuat pada tahap trankripsi. Agar Anda lebih mengetahui dan memahami tahapan dalam sintesis protein, lihat pada uraian berikut ini.

Tahapan dalam Sintesis Protein

1. Trankripsi

Trankripsi merupakan sintesis mRNA dari rantai DNA. Komponen yang dibutuhkan dalam proses trankripsi yaitu rantai DNA sense dan RNA polimerase. Trankripsi meliputi tiga tahap yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi.

a. Inisiasi
Permulaan trankripsi ditandai dengan melekatnya RNA polimerase pada promoter. Promoter adalah nukleotida pada rantai DNA sense yang berperan sebagai titik awal (start point) sintesis mRNA. Ada perbedaan inisiasi antara organisme prokariotik dengan organisme eukariotik. Pada organisme prokariotik, RNA polimerase dapat melekat secara langsung pada promoter. Sebaliknya pada organisme eukariotik, RNA polimerase tidak dapat melekat secara langsung ke promoter. RNA polimerase melekat setelah suatu faktor trankripsi melekat pada promoter tersebut. Susunan yang terdiri atas faktor trankripsi dan RNA polimerase yang melekat pada promoter disebut kompleks inisiasi trankripsi.

b. Elongasi
RNA polimerase bergerak dari promoter untuk mengulur DNA dan memanjangkan mRNA. mRNA polimerase menambahkan nukleotida dari molekul RNA yang sedang tumbuh. Setelah rantai mRNA terbentuk, rantai DNA membentuk kembali heliks ganda.

c. Terminasi
RNA polimerase mentrankripsi terminator. Terminator merupakan urutan nukleotida yang memberi kode proses trankripsi berakhir. Selanjutnya, rantai mRNA dan RNA polimerase terlepas dari rantai DNA sense.

2. Translasi

Translasi yaitu proses penerjemahan pesan genetik berupa kodon di sepanjang molekul mRNA menjadi asam amino yang sesuai. Selama proses translasi berlangsung diperlukan komponen-komponen sebagai berikut.

• tRNA yang membawa asam amino-asam amino sesuai dengan kodon mRNA.
• Enzim aminoasil-tRNA sintetase yang menggabungkan antara tRNA dengan asam amino.
• Ribosom untuk memudahkan pemasangan antara antikodon tRNA dengan kodon mRNA selama proses sintesis protein.

Translasi terdiri atas tiga tahap yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi.

a. Inisiasi
Ribosom kecil berikatan dengan mRNA. Selanjutnya, tRNA inisiator yang memiliki antikodon UAC berpasangan dengan kodon AUG  pada rantai mRNA. Kodon tersebut mengkode asam amino metionin. Kodon AUG berperan sebagai start kodon yang memberi sinyal dimulainya translasi. Ribosom besar berikatan dengan mRNA sehingga terbentuk kompleks inisiasi yang lengkap.

b. Elongasi
Kodon mRNA berikatan dengan antikodon tRNA baru yang membawa asam amino yang sesuai. rRNA dari ribosom besar mengatalisis pembentukan ikatan peptida untuk menggabungkan polipeptida dengan asam amino yang baru. Setelah asam amino berikatan dengan polipeptida, tRNA keluar dari ribosom. Peristiwa ini berlangsung sampai terbentuk polipeptida sesuai dengan kode pada kodon mRNA.

c. Terminasi
Elongasi berakhir ketika ribosom mencapai kodon UAA, UAG, atau UGA. Ketiga kodon tersebut berfungsi memberi sinyal untuk menghentikan translasi (stop kodon). Polipeptida yang terbentuk melepaskan diri dari ribosom dan menuju sitoplasma.

Satu atau beberapa polipeptida akan terlipat dan terbelit membentuk konformasi (bentuk tiga dimensi) yang spesifik. Dimulai dari sinilah terbentuk protein yang siap digunakan untuk aktivitas sel. Sebagian besar protein yang disintesis dalam ribosom bebas akan berfungsi di dalam sitosol, misalnya enzim-enzim dalam proses metabolisme yang berlangsung di dalam sitosol. Sementara itu, protein yang disintesis dalam ribosom yang terikat pada retikulum endoplasma biasanya berperan untuk membungkus organel atau dikirim ke luar sel. Berdasarkan fungsinya dalam aktivitas sel, protein dapat dibedakan menjadi protein struktural dan fungsional.

Fungsi Protein

1. Protein Struktural

Protein struktural merupakan protein yang berfungsi untuk membentuk struktur sel, misalnya membentuk sitoskeleton dan membran plasma. Kedua komponen sel tersebut merupakan komponen penting untuk memberi serta mempertahankan bentuk sel. Contoh protein struktural yaitu aktin dan tubulin yang membentuk sitoskleton. Ada juga protein perifer dan protein integral yang menyusun membran plasma.

2. Protein Fungsional

Protein fungsional yaitu protein yang berperan melakukan fungsi-fungsi tertentu dalam sel. Misalnya, homeostatis, imunitas, metabolisme, dan transportasi zat. Protein fungsional dapat berupa enzim dan hormon. Beberapa contoh protein fungsional seperti, hemoglobin yang berfungsi mengikat O2 dan CO2 dalam darah, enzim berfungsi sebagai mengatslisis reaksi biokimia dalam tubuh, protein berfungsi mengatur hemeostatis, pertumbuhan, reproduksi, metabolisme, dan tingkah laku.