BIOLOGI MOLEKULER 

1

          Ribosom memiliki tiga tempat pengikat molekul-molekul RNA : sebuah untuk mengikat mRNA dan duabuah untuk mengikat tRNA. Tempat-tempat tersebut diberi nama tempat P, yang berarti tempat pengikat tRNA Peptidil dan tempat A yang berarti tempat pengikat amino tRNA asil. Tempat P mengikat molekul tRNA yang berikatan dengan pangkal rantai polipeptida yang sedang tumbuh, sedangkan tempat A mengikat molekul tRNA yang masuk, yang dimuati asam amino. Molekul-molekul tRNA ini akan terikat pada tempat P maupun tempat A, apabila antikodon yang ada padanya sesuai dengan kodon yang ada pada mRNA. Tempat P dan tempat A sangat berdekatan, sehingga dua molekul tRNA harus membentuk pasangan basa kodon di samping nya yang berada di dalam molekul mRNA. Proses pemanjangan rantai polipeptida pada ribosoma, merupakan suatu daur yang terdiri dari tiga langkah. Langkah pertama: sebuah molekul tRNA-aminoasil terikat ke tempat A yang kosong, berdampingan dengan tempat P, membentuk pasangan basa dengan 3 nukleotida mRNA yang terpapar di tempat A. Langkah kedua: pengikatan gugus karboksil bebas dari rantai polipeptida pada tRNA di tempat P dengan asam amino yang terikat pada tRNA di tempat A. Pengikatan ini menggunakan katalisator transferase peptidil, yang terdapat di rRNA pada ribosom subunit besar. Pada langkah ketiga terjadi : perpindahan tRNA Peptidil baru daritempat A ke tempat P, bersamaan dengan bergesernya ribosom pada mRNA. Akibatnya, tRNAyang semula berada di tempat P tergeser dari ribosom dan kembali lagi ke sitosol.

Tiga diantara 64 kodon (penyandi) pada sebuah molekul mRNA merupakan kodon penghenti, yang menghentikan proses penerjemahan. Sebuah protein sitoplasmik yang disebut protein pembebas segera terikat pada kodon penghenti yang mencapai tempat A, pada ribosom. Pengikatan ini mengubah kegiatan transferase peptidil, dari mengikatkan asam amino ke tRNA-peptidil menjadi mengikat air. Reaksi ini melepaskan gugus karboksil rantai polipeptida yang sedang tumbuh dari ikatannya dengan molekul tRNA. Dengan demikian rantai polpeptida segera dilepas ke sitosol, sedangkan ribosom meninggalkan mRNA, dan segera terurai menjadi sub unit besar dan kecil.

Kodon-kodon yang terdapat pada sebuah mRNA, dapat diterjemahkan oleh beberapa buah ribosom dengan tRNAnya. Penerjemahan ini berlangsung dengan beruntun, sehingga terbentuklah untaian ribosom, yang disebut poliribosoma atau polisoma. Perlu diingat bahwa dari sebuah mRNA hanya terbentuk satu jenis polipeptida.

(http://www.scribd.com/doc/228136140/Ribosoma-Dan Sintesis-Protein)

2.      Elongasi adalah suatu proses pemanjangan rantai polipeptida. Proses pemanjangan polipeptida secara umum mempunyai mekanisme 3 tahapan: 1) pengikatan aminoasil –tRNA pada sisi A yang ada di ribosom, 2) pemindahan rantai polipeptida yang tumbuh dari tRNA yang ada pada sisi P ke arah sisi A dengan membentuk ikatan peptide, 4) translokasi ribosom sepanjang mRNA ke posisi kodon selanjutnya yang ada di sisi A. Di dalam kompleks ribosom, molekul fMet-tRNA_f ^Met menempati sisi P (peptidil), sisi yang lain pada ribosom, yaitu sisi A (aminoasil), masih kosong pada saat awal sintesis protein.

Berpasangannya triplet kodon inisiasi  (AUG/GUG) pada mRNA dengan antikodon pada metionil-tRNA_f^Met di tapak P menentukan urutan triplet kodon dan aminoasil-tRNA_f^Met berikutnya yang akan masuk ke tapak A. Pengikatan aminoasil-tRNA_f^Met berikutnya, misalnya alanil- tRNAala, ke tapak A memerlukan protein-protein elongasi EF-Ts dan EF-Tu. Pembentukan ikatan peptida antara gugus karboksil pada metionil-tRNA_f^Met di tapak P dan gugus amino pada alanil-tRNAala di tapak A dikatalisis oleh enzim peptidil transferase, suatu enzim yang terikat pada subunit ribosom 50S. Reaksi ini menghasilkan dipeptida yang terdiri atas f-metionin dan alanin yang terikat pada tRNAala di tapak A. Langkah berikutnya adalah translokasi, yang melibatkan (1) perpindahan f-met-ala- tRNAala dari tapak A ke tapak P dan (2) pergeseran posisi mRNA pada ribosom sepanjang tiga basa sehingga triplet kodon yang semula berada di tapak A masuk ke tapak P. Dalam contoh ini triplet kodon yang bergeser dari tapak A ke P tersebut adalah triplet kodon untuk alanin. Triplet kodon berikutnya, misalnya penyandi serin, akan masuk ke tapak A dan proses seperti di atas hingga translokasi akan terulang kembali. Translokasi memerlukan aktivitas faktor elongasi berupa enzim yang biasa dilambangkan dengan EF-G. Pemanjangan atau elongasi rantai polipeptida akan terus berlangsung hingga suatu tripet kodon yang menyandi terminasi memasuki tapak A, Sebelum suatu rantai polipeptida selesai disintesis terlebih dahulu terjadi deformilisasi pada f-metionin menjadi metionin.  yang kemudia berlanjut pada proses terminasi.

Terminasi adalah proses pengakhiran. Translasi akan berakhir pada waktu salah satu dari ketiga kodon terminasi (UAA,UGA,UAG) yang ada pada mRNA mencapai posisi A pada ribosom. Dimana RF₁ yang mengenali kodon UAA atau UAG sehingga rantai kodon tersebut akan terlepas, kemudian RF₂ akan mengenali kodon UAA atau UGA sehingga rantai kodon tersebut terlepas. Proses terminasi ditandai oleh terlepasnya mRNA, tRNA di tapak P, dan rantai polipeptida dari ribosom. Selain itu kedua subunit ribosompun memisah, pada terminasi diperlukan aktivitas dua protein yang berperan sebagai faktor pelepas atau releasing factors, yaitu RF-₁ dan RF-₂ yang bekerja sama dengan RF-₃.

Sumber :

http://cahscient.files.wordpress.com/2008/08/textbook-mikrobiologi8.doc

Gaffar, Shabarni. 2007. Buku Ajar Bioteknologi Molekul. Jurusan Kimia, FMIPA Unpad. Bandung

Gardner, E.J., Simmons, M.J., Snustad, D.P. 1991. Principles of genetics. Canada: John wiley % Sons, Inc.

3.      A. Pengertian

Mutasi adalah peristiwa perubahan sifat gen (susunan kimia gen) atau kromosom sehingga menyebabkan perubahan sifat yang baka (diturunkan) tetapi bukan sebagai akibat persilangan atau perkawinan. Mutasi dapat terlihat dalam jumlah kecil maupun besar. Mutasi kecil hanya menimbulkan perubahan yang sedikit dan kadang kala tidak membawa perubahan fenotif yang jelas, jadi hanya semacam variasi. Mutasi besar menimbulkan perubahan besar pada fenotif, yang biasanya dianggap abnormal atau cacat. Mutasi terjadi karena perubahan lingkungan yang luar biasa. Hal ini dapat diakibatkan oleh adanya sifat yang tidak tetap dan selalu dipengaruhi oleh berbagai macam faktor baik alamiah maupun buatan. Agar suatu species tidak mengalami kepunahan diperlukan usaha untuk menyesuaikan diri terhadap timbulnya suatu perubahan. Kejadian mutasi sangat jarang terlihat, hal ini disebabkan mutasi yang terjadi pada suatu gen tidak dapat menunjukan penampakannya, karena jumlah gen yang terdapat dalam satu individu banyak sekali gen yang bermutasi bersifat letal, sehingga gejala mutasi tidak dapat diamati sebab individu segera mati sebelum dewasa gen yang bermutasi umumnya bersifat resesif, sehingga selama dalam keadaan hetreozigot tidak akan terlihat

B. Manfaat

Para ilmuwan biologi mengetahui bahwa sinar X dapat menimbulkan ionisasi pada sel-sel pembentuk jaringan tubuh. Ionisasi terjadi bila elektron terlepas dari suatu atom dan menggabung ke atom lainnya. Molekul DNA yang banyak mengandung atom-atom yang terionisasi dapat menjadikan gen labil dan akhirnya berubah. Gen yang berubah susunan kimianya, fungsinya berubah pula. Bila gen ini sel-sel gamet, manifestasi perubahan ini dapat diamati pada generasi berikutnya. Dengan dasar pengetahuan ini, para ilmuwan menggunakan sinar X atau sinar-sinar lain yang berenergi tinggi sebagai mutagen buatan. Dari eksperimen yang telah banyak dilakukan, diperoleh data bahwa mutasi pada sel-sel generatif kebanyakan bersifat letal, yaitu membawa kernatian pada keturunannya sebelum atau beberapa waktu setelah kelahiran. Karena itu, pembuatan mutan dengan cara ini, misalnya biji-biji yang akan diunggulkan perlu dilakukan pada jumlah yang amat besar dan intensitas radiasi yang optimal. Masalahnya adalah bagaimana cara pengaturan intensitas ini. Hal ini memerlukan riset berulang kali dan berjangka panjang untuk menemukan mutan yang dikehendaki. Sinar X dapat juga membuat mutasi kromosom menjadi dua bagian atau lebih. Bagian-bagian ini dapat hancur dan lenyap atau menggabung pada kromosom lain, terjadilah aberasi kromosom. Dengan ini dapatlah terjadi mutasi kromosom. Jika hal itu terjadi pada sel generatif dan individunya tidak mati, maka individu tersebut dapat mewariskan sifat-sifat barunya ke keturunannya. Radiasi sebagai akibat peledakan-peledakan bom A dan bom H baik dalam peperangan atau percobaan, radiasi bocoran reaktor atom, kendaraan bertenaga nuklir dan sampah radioaktif, juga merupakan penyebab mutasi yang kebanyakan orang tidak menyadari karena efeknya tidak segera tampak atau terasa. Lagi pula, pada umumnya gen-gen mutan barulah bersifat letal bila dalam keadaan homozigot resesif, yang heterozigot tetap hidup dan bertindak sebagai pembawa sifat dan penurun warisan yang telah berubah/bermutasi. Aplikasi mutasi buatan dalam memperoleh bibit tanaman yang diharapkan. Mutan yang sudah dapat dibuat menjadi tanaman yang poliploid artinya berkromosom banyak. Cara mendapatkan poliploid dengan menggunakan kolkisin. Pengaruh positif mutasi buatan diantaranya tanaman poliploid biasanya mempunyai ukuran yang lebih besar. Tindakan pembibitan dari mutasi buatan harus diulang-ulang supaya di dapatkan sampai menjadi galur murni, yaitu jenisnya sudah mantap. Apabila tidak diulang-ulang kemungkinan jenis itu mengadakan perkawinan dengan jenis asal sebelum mutasi, maka akan ada kecenerungan untuk menurunkan keturunan seperti semula. Seperti telah kita ketahui bahwa mutasi juga ada yang menguntungkan bila dipandang darti hidupnya suatu organisasi atau individu. Hal ini sebenarnya merupakan bahan baku bagi terselenggaranya evolusi dari sgala organisme. Sebagai contoh adanya mutan (individu yang bermutasi) keturunan ini mengadakan mutasi-mutasi lagi dan keturunan ini mampu mempertahankan hidup sampai beberapa generasi kemudian. Maka mungkin dapat bergenotif maupun fenotifnya jauh berbeda dengan nenek moyangnya, sehingga akan terjadi individu baru yang mampu menyesuaikan diri dengan lingkungannya (evolusi dari sini perlu diingat bahwa mutasi itu tidak selalu menjadi species baru). 

C. Efek samping

Akibat yang ditimbulkan oleh terjadinya mutasi bermacam-macam. Jika mutasi terjadi pada sel soma (sel vegetatif) dapat menimbulkan terjadinya kanker. Sedang jika terjadi pada sel generatif dapat menimbulkan mutasi. Bila mutasi terjadi pada sel soma dari janin maka dapat menyebabbkan teratogen (cacat sejak lahir), dan beberapa mutasi dapat menyebabkan letal (kematian). Mutasi yang menyebabkan kematian adalah merupakan usaha untuk menjaga keseimbangan genetika dalam suatu populasi. Bila mutasi berjalan terus menerus dari generasi ke generasi maka pada suatu saat akan muncul turunan baru yang sifatnya berbeda dengan moyangnya, sehingga terjadilah peristiwa evolusi.  Pengaruh negatif mutasi buatan : poliploid umumnya gagal mengahasilkan keturunan secara generatif menguntungkan bila diperbanyak secara vegetatif