Fungsi dan Sintesis Protein

Pengetahuan mengenai struktur protein sangat penting untuk memahami fungsi-fungsi faal tubuh. Asam amino berfungsi sebagai sumber utama bahan bakar dan sebagai prekursor untuk sintesis protein tubuh kita. Fungsi pro-tein bermacam-macam. Protein berfungsi memindahkan berbagai senyawa melalui aliran darah dan melintasi membran. Protein merupakan komponen yang memungkinkan otot berkontraksi, sehingga dapat terjadi gerakan. Dalam bentuk antibodi dan komponen lain dalam sistem kekebalan, protein melindungi kita dari infeksi oleh organisme asing. Protein juga mencegah kehilangan darah dengan membentuk serangkaian proses yang diakhiri dengan pembentukan bekuan darah.

Satu fungsi penting protein adalah fungsi sebagai enzim, katalisator yang meningkatkan kecepatan reaksi biokimia. Tanpa protein katalis ini, reaksi akan berlangsung sangat lambat sehingga kehidupan menjadi mustahil.

Protein dan semua senyawa lain dalam tubuh tersusun membentuk organ dan jaringan, yang terdiri dari sel-sel.

Translasi: Sintesis Protein
Protein dibentuk melalui proses yang disebut translasi. Proses ini terjadi di ribosom dan dipandu oleh mRNA. Pusan genetik yang terkode dalam DNA mula-mula ditranskripsi menjadi mRNA, dan urutan nukleotida mRNA kemudian menentukan urutan asam amino pada protein.

Bagian mRNA yang menentukan muum asam amino protein dibaca dalam kodon, yakni rangkaian yang terdiri dari tiga nukleotida. Inisiasi suatu rantai polipeptida dimulai dengan kodon AUG yang menentukan asam amino metionin. Kodon pada mRNA dibaca secara berurutan (sekuensial) dalam arah ke 3′ dan dimulai dengan 5′-AUG yang menentukan kumpulan kerangka bacaan dan diakhiri dengan kodon terminasi-3′ (atau kodon “stop”) (VAG, UGA, atau UAA). Protein dibentuk dari terminal-N menuju ke terminal-C.

tRNA membawa asam amino ke tempat sintesis protein di ribosom. Pembentukan pasangan basa antara antikodon tRNA dan kodon mRNA memastikan bahwa asam amino yang dibawa oleh tRNA disisipkan ke dalam rantai polipeptide yang sedang tumbuh di tempat yang tepat. Pengikatan metionil-tRNA inisial (awal) ke mRNA dan ribosom disebut inisiasi dan melibatkan protein sitosol yang dikenal sebagai faktor inisiasi (FI) dan GTP.

Setelah inisiasi, rantai polipeptida memanjang. Pemanjangan ini terdiri dari tiga langkah: (a) penambahan sebuah aminoasil-tRNA ke tempat pada ribosom di mana molekul tersebut berikatan dan membentuk pasangan basa dengan kodon kedua pada mRNA, (b) pembentukan sebuah ikatan peptida antara asam amino pertama dan kedua, dan (c) translokasi, pergerakan mRNA relatif terhadap ribosom, sehingga sebuah aminoasil-tRNA dapat berikatan dengan kodon ketiga mRNA dan ke ribosom.

Ketiga langkah pemanjangan ini diulang sampai terjadi pengikatan kodon terminasi dengan tempat pada ribosom di mana aminoasil-tRNA berikutnya seharusnya melekat. Yang melekat bukan tRNA bermuatan, tetapi faktor pelepasan (release factor), sehingga protein yang telah lengkap terlepas dari ribosom.

Setelah satu rihosom terikat dan bergerak di sepanjang mRNA serta memranslasikan polipeptida, ribosom lain dapat berikatan dan memulai translasi. Kompleks sebuah mRNA dengan banyak ribosom disebut polisom.

Pelipatan polipeptida menjadi konfigurasi tiga-dimensi terjadi sewaktu polipeptida sedang ditranslasi. Proses ini melibatkan protein yang dikenal sebagai chaperone.

Modifikasi residu asam amino dalam suatu protein dapat terjadi selama atau setelah translasi dan mungkin melibatkan pembentukan ikatan disulfida, glikosiIasi (penambahan gugus karbohidrat), fosjorilasi, pemutusan ikatan peptida, dan jenis perubahan lain.

Sebagian protein disinfests di ribosom sitosol dan dilepaskan ke dalam sitosol. Protein lain disalurkan ke dalam organel, misalnya mitokondria. Protein yang dipersiapkan untuk lisosom, untuk penggabungan ke dalam membran sel, atau antuk disekresikan keluar sel disinfests dalam ribosom yang melekat ke retikulum endoplasm kasar (RER). Protein ini dipindahkan dari RER ke kompleks tempat protein ini mengalami modifikasi dan diarahkan ke lokasi akhir.