1.Sintesis ProteinPengertian :

Sintesis protein adalah prosedur biologis yang dilakukan oleh sel-sel hidup untuk membuat protein dalam cara langkah-demi-langkah. Seringkali, digunakan untuk menunjukkan terjemahan, yang sebaliknya merupakan bagian utama dalam proses sintesis protein. Proses itu sendiri dimulai dengan produksi asam amino yang berbeda, dari yang beberapa berasal dari sumber makanan.

Sintesis protein (bahasa inggris: protein synthesis) yang disebut juga biosintesis protein adalah proses pembentukan partikel protein dalam bahasan biologi molekuler yang didalamnya melibatkan sistesis RNA yang dipengaruhi oleh DNA.

Sintesis protein adalah proses penerjemahan gen menjadi urutan asam amino yang akan disintesis menjadi polipeptida (protein)

– Langkah sintesis protein : Transkripsi dan Translasi – Tempat berlangsung : Ribosom – Perancang jenis protein : ADN – Pelaksana proses sintesis : ARNd, ARNt, dan ARNr– Sumber energi : Adenosin Tri Phosphat (ATP)– Bahan sintesis protein : asam amino – Enzim yang diperlukan untuk transkripsi : ARN polimerase

DNA = pusat informasi genetik, disampaikan ke bagian bagian sel dalam rangka pengaturan sel tersebut, DNA terdapat pada kromosom, mitokondria dan kloroplas, tersusun atas jutaan unit terkecilDNA tersusun atas 3 senyawa kimia

1. Asam Fosfat2. Gula Pentosa3. Basa nitrogen : 1. Purin : Adenine (A) dan Guanine (G)

2. Primidin : Timin (T) dan Sitosin (C)G = C dan A = TStruktur : berpilin

RNA = tempat sintesis protein, terdapat dalam sitoplasma terutama ribosom dan nukleusRNA terdiri atas :

1. Gula Pentosa2. Asam Fosfat3. Basa Nitrogen : 1. Purin : Adenine (A) dan Guanine (G)

2. Primidin : Urasil (U) dan Sitosin (C)G = C dan A = UStruktur : rantai tunggal

Tempat Terjadinya :Ribosom adalah organel kecil dan padat dalam sel yang berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Ribosom berdiameter sekitar 20 nm serta terdiri atas 65% RNA ribosom (rRNA) dan 35% protein ribosom (disebut Ribonukleoprotein atau RNP). Organel ini menerjemahkan mRNA untuk membentuk rantai polipeptida (yaitu protein) menggunakan asam amino yang dibawa oleh tRNA pada proses translasi. Di dalam sel, ribosom tersuspensi di dalam sitosol atau terikat pada retikulum endoplasma kasar, atau pada membran inti sel.

Komponen yang Berperan :Komponen yang berperan dalam sintesis protein adalah inti sel, RE kasar, Ribosom (rRNA), mRNA, tRNA, RNA polimerase.a. RNA duta, disingkat RNAd (“messenger RNA” = mRNA). mRNA berbentuk pita tunggal, terdapat di dalam nukleus, dihasilkan oleh DNA dalam proses transkripsi. Fungsi mRNA adalah sebagai penerima dan pembawa kode genetik dari DNA.b. RNAp atau RNA pemindah (“transfer RNA” = tRNA). Menurut R. Holley, tRNA dibentuk di dalam nukleus, lalu ditempatkan di dalam sitoplasma. Oleh karena itu, tRNA sering disebut RNA larut (disingkat RNAl, atau “soluble RNA” = sRNA). RNAt berfungsi menerjemahkan kode dari mRNA ke ribosom.c. RNA ribosom disingkat RNAr (“ribosom RNA” = rRNA). rRNA terdapat di dalam ribosom, tetapi disintesis di dalam nukleus. Fungsi rRNA sampai sekarang belum diketahui, tetapi diduga mempunyai peranan penting dalam berlangsungnya proses sintesis protein yang sempurna

Langkah – langkah Sintesis Protein :

1. TranskripsiTranskripsi yaitu proses penyalinan data yang terdapat pada pita sense DNA yaitu pita pada DNA yang berfungsi sebagai pita cetakan kedalam mRNA. Proses pencetakan mRNA ini berlangsung dalam nukleus dan mRNA inilah yang akan membawa kode genetik dari DNA.

Langkah- langkah transkripsi yaitu :1) Sintesis protein dimulai dengan pembukaan rantai DNA ole h enzim helikase2) Kemudian, menempelnya enzim RNA polimerase pada bagian yang disebut promotor yaitu titik awal dimulainya peristiwa transkripsi dan sebagai penentu pita DNA yang akan digunakan sebagai cetakan3) RNA polimerase akan bergerak sepanjang pita DNA dan memisahkan kedua pita DNA, kemudian menambahkan nukleotida-nukleotida mRNA4) Setelah selesai terbentuk untai RNA, pita DNA yang sebelumnya terbuka menjadi tertutup kembali5) Proses demikian akan terjadi sampai ezim RNA polimerase berada di ujung pita DNA atau terminator.6) Setelah itu RNA polimerase terlepas dari DNA dan pita mRNA yang terbentuk dilepas dari DNA7) Kemudian RNA meninggalkan nukleus dan menuju ke ribosom.Komponen basa nitrogen pada mRNA sama seperti pada pita DNA tetapi basa nitrogen timin diganti oleh urasil. Contohnya : AGS TTS AAS SAG dan SSG maka basa nitrogennya yang terbentuk pada pita RNA adalah USG AAG UUG GUS dan GGS. Molekul mRNA yang terbentuk mempunyai dua ujung yang berbeda yaitu ujung 5’ dan ujung 3’. Ujung 5’ berperan dalam mencegah perombakan mRNA oleh enzim hidrolitik dan memberikan sinyal pada ribosom agar melekatkan diri pada mRNA. Sedangkan ujung 3’ berfungsi utuk menghambat degradasi mRNA dan membantu mempermudah melekatnya ribosom pada mRNA.

2. TranslasiTranslasi adalah tahap penerus dari transkripsi, dalam tahap ini terjadi proses penerjemahan

urutan kodon pada mRNA oleh tRNA menjadi urutan asam amino. Proses ini terjadi di sitoplasma oleh ribosom. Ribosom terdiri atas 2 unit yaitu unit besar dan unit kecil. Penerjemahan satu kodon mengahsilkan satu asam amino. Dalam proses translasi terjadi 3 tahap yaitu inisiasi, elongasi, terminasi.1) InisisasiYaitu proses menempelnya unit kecil ribosom pada bagian ujung 5’ mRNA. Setelah itu dilanjutkan dengan melekatnya RNAt pertama (inisiator) yang membawa asam amino metionin dengan antikodon UAC pada mRNA tepat pada kodon start yaitu AUG . kodon start itu sendiri adalah suatu triplet basa basa nitrogen yang menandai dimulainya sintesis protein . setelah menempelnya RNAt pertama, terjadi pelekatan ribosom unit besar pada ribosom unit kecil.Pada ribosom unit besar terdapat 3 tempat khusus yang digunakan untuk masuknya RNAt ke dalam ribosom yang disimbolkan dengan huruf A atau situs A( situs pengikatan Aminoasil-RNAt) berada paling kanan, tempat RNAt melepaskan asam aminonya disebut situs P ( situs pengikatan peptidil-RNAt), tempat keluarnya RNAt dari ribosom disebut situs keluar ( exit ) disimbolkan huruf E berada paling kiri.

2) ElongasiYaitu proses penyusunan polipeptida yang dibawa oleh RNAt. Proses tersebut terjadi pada saat RNAt masuk kedalam ribosom pada posisi A kemudian bergeser ke posisi P untuk melepaskan asam amino yang dibawanya . kemudian RNAt bergeser lagi ke posisi E untuk keluar dari ribosom. Setelah satu RNAt keluar dari ribosom maka ribosom bergeser satu rantai kodon ke arah ujung 3’ pada

mRNA sehingga RNAt lainnya akan menduduki posisi Apada ribosom yang telah kosong. Proses tersebut akan berlangsung terus sampai pada kodon stop yaitu UGA atau UAA atau UAG. Kodon stop itu sendiri adalah triplet yang menandai berakhirnya proses penyusunan rantai polipeptida. 3) TerminasiTerminasi merupakan tahap akhir dari proses translasi dan merupakan tahap pelepasan rantai polipeptida dari ribosom. Dalam pelepasan rantai polipeptida ada satu protein yang disebut sebagai faktor pelepasan yang akan mengikatkan diri pada kodon stop di situs A dan menambahkan air pada rantai polipepida. Reaksi ini akan memutuskan ( menghidrolisis ) ikatan antara polipeptida yang sudah selesai tRNA disitus P, sehingga polipeptida akan terlepas.

Kode GenetikaKode genetika merupakan suatu pengkodean urutan triplet basa nitrogen DNA dan RNA pada proses sintesis protein. Suatu kode triplet basa nitrogen akan menghasilkan suatu jenis asam amino. Urutan dan jenis asam amino di dalam sel akan menetukan jenis dan fungsi protein yang dihasilkan.Kodon merupakan susunan kombinasi dari tiga basa nitrogen yang terdapat pada mRNA. Karena jumlah basa nitrogen ada 4 jenis, maka kemungkinan jumlah kodon ada sebanyak 43 atau 64 macam, artinya kemungkinan asam amino yang terbentuk ada sebnayak 64 jenis. Jumlah asam amino yang demikian menjadi belebih mengingat jumlah asam amino di dalam sel adalah 20 jenis. Hal demikian menunjukkan bahwa ada beberapa jenis asam amino yang mempunyai lebih dari satu macam kodon. Contohnya asam amino jenis leusin mempunyai kodon SUU, SUS , SUA, SUG. Artinya asam amino leusin dapat digunakan dengan menggunakan keempat kodon tersebut

2.Transpor Zat Melalui Membran Sel

Perpindahan molekul atau ion melewatimembran ada dua macam yaitu transpor Pasif dan transpor Aktif.

1. Transpor pasif adalah perpindahan molekul atau ion tanpa menggunakan energi sel. Perpindahan molekul tersebut terjadi secara spontan, dari konsentrasi tinggi ke rendah. Jadi, pejalan itu terjadi secara spontan. Contoh transpor pasif adalah difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi.

a.) DifusiDifusi adalah penyebaran molekul zat dari konsentrasi (kerapatan) tinggi ke konsentrasi rendah tanpa menggunakan energi

terdapat dua macam yaitu difusi sederhana dan difusi terbantu

- Difusi sederhana terjadi secara spontan, molekul zat akan berdifusi menyebar ke seluruh ruangan sampai dicapai kesetimbangan. Kesetimbangan ini ditandai dengan kerapatan zat yang seragam di seluruh bagian ruang. Contoh peristiwa difusi sederhana : setetes parfum akan menyebar ke seluruh ruangan

Faktor-faktor yang memengaruhi proses difusi sederhana sebagai berikut :1. Wujud materi2. Ukuran molekul3. Konsentrasi zat4. Suhu

- Difusi terbantu merupakan proses difusi dengan perantara protein pembawa dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah / Hipertonik ke Hipotonik. Contoh mekanisme difusi terbantu yaitu proses molekul glukosa melewati membran.

b.) Osmosis

perpindahan molekul-molekul pelarut (misal air) dari larutan berkonsentrasi rendah ke larutan berkonsentrasi tinggi / Hipotonik ke Hipertonik. Proses osmosis dapat mengakibatkan kerusakan sel. Air akan masuk ke dalam sel jika konsentrasi larutan dalam sel tinggi sehingga terjadi endosmosis. Akibatnya sel mengalami kehancuran karena robeknya membran plasma ( lisis). Air di dalam sel akan keluar jika konsentrasi larutan diluar sel tinggi dan terjadi eksosmosis. Eksosmosis pada hewan akan mengakibatkan pengerutan sel (krenasi). Eksosmosis pada tumbuhan akan mengakibatkan terlepasnya membran dari dinding sel yang disebut plasmasis. Contoh osmosis : poare diberi air garam menjadi tidak pahit.

c.) Difusi TerfasilitasiTransport dengan cara difusi fasilitas mempunyai perbedaan dengan difusi sederhana yaitu difusi fasilitas terjadi melalui carrier spesifik dan difusi ini mempunyai kecepatan transport maksimum (Vmax). Suatu bahan yang akan ditransport lewat cara ini akan terikat lebih dahulu dengan carrier protein yang spesifik, dan ikatan ini akan membuka channel tertentu untuk membawa ikatan ini ke dalam sel. Jika konsentrasi bahan ini terus ditingkatkan, maka jumlah carrier akan habis berikatan dengan bahan tersebut sehingga pada saat itu kecepatan difusi menjadi maksimal (Vmax). Pada difusi sederhana hal ini tidak terjadi, makin banyak bahan kecepatan transport bahan maakin meningkat tanpa batas.

2. Transpor Aktif, Transpor yang memerlukan energi untuk melawan gradien konsentrasi. Pada transpor aktif terjadi pemompaan molekul melewati membran dan melawan gradien konsentrasi. Contoh transpor aktif antara lain pompa natrium-kalium, endositosis (proses pemasukan zat kedalam sel), dan eksositosis (proses pengeluaran zat dari dalam sel ke luar sel).

a.) Endositosis artinya pemasukan zat ke dalam sel, sedangkan eksostosis artinya pengeluaran zat dari dalam sel. Proses ini tergolong transpor aktif dan melawan dapat gradien kadar (dari konsentrasi rendah ke tinggi). Contoh endositosis adalah fagositosis dan pinositosis.

- Fagositosis (phagein = memakan; chytos = sel) adalah proses di mana membran plasma satu sel membungkus partikel dari lingkungan luar dan menangkapnya dalam satu vakuola makanan. Vakuola kemudian menyatu dengan lisosom membentuk heterofagosom dan lisosom mencerna atau menghancurkan partikel tersebut. Contohnya sel darah putih dan sel ameba yang memakan bakteri. Sel-sel tersebut membungkus bakteri dan menangkapnya dalam satu vakuola makanan. Selanjutnya bakteri akan dicerna oleh lisosom.

- Pinositosis (pinein = meminum) adalah peristiwa sel memakan sel memakan zat cair dan membentuk sebuah gelembung. Cairan yang dimakan itu dimasukkan dalam vakuola makanan

b.) Eksositosiskebalikan dari endositosis. Pada sel-sel yang mengeluarkan protein dalam jumlah yang besar, protein tersebut pertama-tama berkumpul di dalam sebuah kantung yang dilapisi membran di dalam aparat golgi, kemudian bergerak ke permukaan sel, lalu mendekat pada membran sel dan mengosongkan isinya ke luar, hal ini terjadi dalam transpor melalui membran sel.

Zat yang dapat melewati membran sel

membran sel dapat dilewati zat-zat tertentu yang larut dalam lemak, zat-zat yang tidak bermuatan (netral), molekul-molekul asam amino, asam lemak, gliserol, gula sederhana, dan air. Zat-zat yang merupakan elektrolit lemah lebih cepat melewati membran daripada elektrolit kuat. Contoh zat-zat yang dapat melewati membran dari yang paling cepat hingga yang paling lambat antara lain: Na+, K+, Cl-, Ca2+, Mg2+, SO42-, Fe3+. Membran sel bersifat permeabel terhadap zat-zat yang mudah melewati membran.

Zat yang tidak dapat melewati membran

membran sel tidak dapat melewati zat-zat gula (seperti pati, polisakarida), protein, dan zat-zat yang mudah larut dalam pelarut organik. Membran bersifat impermeabel terhadap zat-zat tersebut. Oleh karena membran permeabel terhadap zat tertentu dan impermeabel terhadap terhadap zat yang lain maka dikatakan bersifat semipermeabel atau selektif permeabel.

Plasmolisis, Krenasi, dan Lisis

Adakalanya, proses osmosis dapat membahayakan sel. Sel yang mempunyai sitoplasma pekat (berarti kerapatan airnya rendah), jika berada dalam kondisi hipotonis akan kemasukan air hingga tekanan osmosis sel menjadi tinggi. Keadaan yang demikian dapat memecah sel tersebut. Dikatakan bahwa sel tersebut mengalami lisis, yaitu hancurnya sel karena rusak atau robeknya membran plasma.

Sebaliknya, jika sel dimasukkan ke dalam larutan hipertonis dibandingkan sel tersebut, maka air di dalam sel akan mengalami osmosis keluar sel. Sel akan mengalami krenasi yang menyebabkan sel berkeriput karena kekurangan air.

Kondisi yang ideal bagi sel tentu saja jika konsentrasi larutan sitoplasma seimbang dengan lingkungan sekitarnya (isotonis).

Pada sel tumbuhan, keluarnya air dari sitoplasma ke luar sel menyebabkan volume sitoplasma mengecil. Akibatnya membran plasma akan terlepas dari dinding sel. Peristiwa lepasnya membran plasma dari dinding sel disebut plasmolisis. Plasmolisis yang parah dapat menyebabkan kematian sel.

3.Pembelahan MitosisPembelahan mitosis adalah proses pembelahan inti sel menjadi dua inti sel baru melalui tahap-

tahap tertentu dan menghasilkan sel anak dengan jumlah dan jenis kromosom yang sama dengan sel induknya. Pembelahan mitosis juga pembelahan sel yang terjadi pada sel somatis (sel-sel penyusun tubuh). Pada pembelahan mitosis setiap sel induk yang diploid (2n) menghasilkan dua sel anak yang tetap diploid (2n). Jumlah kromosom sel anak sama dengan jumlah kromosom sel induknya. Pada pembelahan mitosis, sel tidak langsung membelah menjadi dua, tetapi melalui beberapa fase (tahap), yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase.

Meiosis = kromosom anaknya ½ dari kromosom ibunyaAmitosis = terjadi secara langsung Ketika sel siap membelah, terjadi interfase, ditandai dengan inti sel yang tampak keruh dan tampak benang-benang kromatin yang halus.

1. InterfasePada fase ini saat dimana sel mempersiapkan diri untuk melakukan pembelahan lagi dengan

mengumpulkan materi dan energi. Pada tahap ini terjadi replikasi DNA.

2. Profase DNA mulai dipaket menjadi kromosom, kromosom merupakan struktur terpadat dari kemasan DNA. Pada fase ini kromosom memendek dan menebal. Sentriol membelah dan bergerak kekutub dan terbentuk benang-benang spindel yang terhubung dari kutub ke kutub. Membran inti dan inti menghilang. masing-masing kromosom terlihat terdiri dari dua kromatid yang terikat pada sentromer. Kromosom terletak bebas di dalam sitoplasma.

3. Metafase Pada tahap ini kromosom bergerak kebidang ekuator Benang spindel. Kromosom terikat pada benang spindel melalui sentromer. Kromosom diekuator dengan tujuan agar pembagian jumlah informasi DNA ke sel anakan merata.

4. Anafase Selama anafase, kromatid bergerak menuju ke arah kutub-kutub yang berlawanan. Kromatid dapat bergerak ke kutub karena kontraksi benang spindel yang memendek dan menarik kromatid menjadi dua bagian ke arah yang berlawanan.

5. Telofase Kromatid-kromatid mengumpul pada kutub-kutub. Selaput inti terbentuk kembali dan nukleolus terlihat lagi. Pada bagian bidang ekuator terjadi lekukan yang makin lama makin ke dalam hingga sel induk terbagi menjadi dua yang masing-masing mempunyai sifat dan jumlah kromosom yang sama dengan induknya.

Jadi pembelahan mitosis dari satu sel induk menghasilkan dua sel anak yang mempunyai sifat sama persis dengan induknya. karena hal ini lah sel-sel di dalam tubuh kita semakin bertambah. tidak hanya itu, apabila di dalam tubuh kita terdapat sel-sel yang rusak maka sel-sel tubuh akan membelah menggantikan sel-sel yang rusak tadi. terus bagaimana dengan pembelahan meiosis? pada dasarnya sama hanya saja sel anak yang dihasilkan tidak 2, melainkan 4 sel anak yang sifatnya setengah dari sel induknya. tahap-tahapnya pun sama, hanya berlangsung secara 2 tahap.

“Alam Pemandangan Sungai”