Translasi

TRANSLASI

Translasi adalah proses penerjemahan urutan nukleotida atau kodon yang ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam-asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein. Transkripsi dan translasi merupakan dua proses utama yang menghubungkan gen ke protein. Translasi hanya terjadi pada molekul mRNA, sedangkan rRNA dan tRNA tidak ditranslasi. Molekul mRNA yang merupakan salinan urutan DNA menyusun suatu gen dalam bentuk kerangka baca terbuka. mRNA membawa informasi urutan asam amino.
Proses translasi berlangsung di ribosom. Asam amino yang akan dirangkaikan dengan asam amino lainnya dibawa oleh tRNA. Setiap asam amino akan dibawa oleh tRNA yang spesifik ke dalam kompleks mRNA-ribosom
Proses translasi berupa penerjemahan kodon atau urutan nukleotida yang terdiri atas tiga nukleotida berurutan yang mengkode suatu asam amino tertentu. Kodon pada mRNA akan berpasangan dengan antikodon yang ada pada tRNA. Setiap tRNA mempunyai antikodon yang spesifik. Tiga nukleotida di antikodon tRNA saling berpasangan dengan tiga nukleotida dalam kodon mRNA mengkode asam amino tertentu.
Proses translasi dibagi menjadi tiga tahap (sama seperti pada transkripsi) yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi.

Semua tahapan ini memerlukan faktor-faktor protein yang membantu mRNA, tRNA, dan ribosom selama proses translasi. Inisiasi dan elongasi rantai polipeptida juga membutuhkan sejumlah energi. Energi ini disediakan oleh GTP (guanosin triphosphat), suatu molekul yang mirip dengan ATP.

1. Inisiasi
Pada prokariot maupun eukariot, proses translasi selalu dimulai pada kode genetika AUG, oleh karena itu kode tersebut disebut sebagai kode genetika inisiasi. Dalam hubungan ini protein yang baru terbentuk pertama kali pada eukariot maupun prokariot selalu diawali dengan methionin.
Tahap inisiasi terjadi karena adanya tiga komponen yaitu mRNA, sebuah tRNA yang memuat asam amino pertama dari polipeptida, dan dua sub unit ribosom. Dalam kompleks inisisasi, ribosom “membaca” kodon pada mRNA. Pembacaan dilakukan untuk setiap 3 urutan basa hingga selesai seluruhnya. Sebagai catatan ribosom yang datang untuk membaca kodon biasanya tidak hanya satu, melainkan beberapa ribosom yang dikenal sebagai polisom membentuk rangkaian mirip tusuk sate, di mana tusuknya adalah “mRNA” dan daging adalah “ribosomnya”. Dengan demikian, proses pembacaan kodon dapat berlangsung secara berurutan. Ketika kodon I terbaca ribosom (misal kodonnya AUG), tRNA yang membawa antikodon UAC dan asam amino metionin datang. tRNA masuk ke celah. Ribosom di sini berfungsi untuk memudahkan perlekatan yang spesifik antara antikodon tRNA dengan kodon mRNA selama sintesis protein. Sub unit ribosom dibangun oleh protein-protein dan molekul-molekul RNA ribosomal.
2. Elongasi
Pada tahap elongasi dari translasi, asam amino-asam amino ditambahkan satu per satu diawali dari asam amino pertama (metionin). Ribosom akan terus bergerak dan membaca kodon-kodon di sepanjang mRNA. Masing-masing kodon akan diterjemahkan oleh tRNA yang membawa asam amino yang dikode oleh pasangan komplemen antikodon tRNA tersebut. Di dalam ribosom, metionin yang pertama kali masuk dirangkaikan dengan asam amino yang di sampingnya membentuk dipeptida. Ribosom terus bergeser, membaca kodon berikutnya. Asam amino berikutnya dirangkaikan dengan dipeptida yang telah terbentuk sehingga membentuk tripeptida. Demikian seterusnya proses pembacaan kode genetika itu berlangsung di dalam ribosom, yang diterjemahkan ke dalam bentuk asam amino guna dirangkai menjadi polipeptida.
Kodon mRNA pada ribosom membentuk ikatan hidrogen dengan antikodon molekul tRNA yang baru masuk yang membawa asam amino yang tepat. Molekul mRNA yang telah melepaskan asam amino akan kembali ke sitoplasma untuk mengulangi kembali pengangkutan asam amino. Molekul rRNA dari sub unit ribosom besar berfungsi sebagai enzim, yaitu mengkatalisis pembentukan ikatan peptida yang menggabungkan polipeptida yang memanjang ke asam amino yang baru tiba.
3. Terminasi
Tahap akhir translasi adalah terminasi. Elongasi berlanjut hingga ribosom mencapai kodon stop. Triplet basa kodon stop adalah UAA, UAG, dan UGA. Kodon stop tidak mengkode suatu asam amino melainkan bertindak sebagai sinyal untuk menghentikan translasi. Polipeptida yang dibentuk kemudian “diproses” menjadi protein.

PERTANYAAN
1. Jelaskan bagaimana proses translasi itu berlangsung?
Jawab : Proses translasi berupa penerjemahan kodon atau urutan nukleotida yang terdiri atas tiga nukleotida berurutan yang menyandi suatu asam amino tertentu. Kodon pada mRNA akan berpasangan dengan antikodon yang ada pada tRNA. Setiap tRNA mempunyai antikodon yang spesifik. Tiga nukleotida di anti kodon tRNA saling berpasangan dengan tiga nukleotida dalam kodon mRNA menyandi asam amino tertentu. Proses translasi dirangkum dalam tiga tahap, yaitu inisiasi, elongasi (pemanjangan) dan terminasi (penyelesaian). Translasi pada mRNA dimulai pada kodon pertama atau kodon inisiasi translasi berupa ATG pada DNA atau AUG pada RNA. Penerjemahan terjadi dari urutan basa molekul (yang juga menyusun kodon-kodon setiap tiga urutan basa) mRNA ke dalam urutan asam amino polipeptida. Banyak asam amino yang dapat disandikan oleh lebih dari satu kodon. Tempat-tempat translsasi ini ialah ribosom, partikel kompleks yang memfasilitasi perangkaian secara teratur asam amino menjadi rantai polipeptida. Asam amino yang akan dirangkaikan dengan asam amino lainnya dibawa oleh tRNA. Setiap asam amino akan dibawa oleh tRNA yang spesifik ke dalam kompleks mRNA-ribosom. Pada proses pemanjangan ribosom akan bergerak terus dari arah 5'3P ke arah 3'OH sepanjang mRNA sambil merangkaikan asam-asam amino. ] Proses penyelesaian ditandai denga bertemunya ribosom dengan kodon akhir pada mRNA.
2. Apakah perbedaan pembentukan kompleks inisiasi translasi di kalangan eukariot dibandingkan dengan yang terjadi di kalangan prokariot?
Jawab : keduanya berbeda pada macam serta jumlah protein faktor inisiasi serta methionin sebagai asam amino pertama. Macam faktor inisiasi translasi pada eukariot disebut eIF, jumlahnya lebih banyak pada eukariot dibanding pada prokariot. Asam amino pertama translasi pada eukariot adalah methionin sedangkan pada prokariot berupa formyl methionin.

3. Bagaimanakah tahap-tahap inisiasi translasi yang terjadi pada kalangan eukariot?
Jawab:
1. Tahap pertama meliputi pembentukan kompleks pre‐inisiasi (pre‐initiation complex). Struktur ini terdiri dari subunit 40S ribosom, ‘ternary complex' yang tersusun dari faktor inisiasi eIF‐2 yang terikat tRNAMet inisiator, molekul GTP, dan tiga faktor eIF‐1, eIF‐1A, eIF‐3.
2. Kompleks pre‐inisiasi selanjutnya bergabung dengan ujung 5′ the mRNA. Tahap ini memerlukan kompleks pengikatan tudung (cap binding complex), kadang‐kadang disebut eIF‐4F, yang terdiri dari faktor inisiasi eIF‐4A, eIF‐4E dan eIF‐4G. Faktor inisiasi eIF‐4G berfungsi sebagai jembatan antara eIF‐4E (yang terikat pada tudung) dan eIF‐3 (yang terikat pada kompleks pre‐inisiasi)
3. Setelah kompleks pre‐inisiasi mengikat ujung mRNA, kompleks ini sekarang disebut kompleks inisiasi (initiation complex), harus menggeserkan posisinya (scanning) sepanjang mRNA sampai mencapai kodon inisiasi. Kodon inisiasi, yang biasanya 5′‐AUG‐3′ pada eukariot, dapat dikenali sebab urutan ini terdapat dalam urutan konsensus pendek, 5′‐ACCAUGG‐3′, yang dikenal sebagai konsensus Koza (Kozak consensus).
4. Ketika kompleks inisiasi telah menduduki kodon inisiasi, subunit besar ribosom akan mengikat kompleks inisiasi ini. Tahap ini memerlukan hidrolisis GTP dan pelepasan faktor‐faktor inisiasi. Faktor inisiasi terakhir yang terlibat pada tahap ini adalah eIF‐5 (yang membantu pelepasan faktor‐faktor inisiasi lain) dan eIF‐6 (yang bergabung dengan subunit besar yang tidak terikat dan mencegah untuk menempel pada subunit kecil di dalam sitoplasma).

4. Bagaimanakah tahap-tahap inisiasi translasi yang terjadi pada kalangan prokariot?
Jawab:
1. Proses inisiasi diawali ketika subunit kecil ribosom, bersamaan dengan faktor inisiasi IF3 mengikat pada situs pengikatan ribosom (ribosome binding site)
2. tRNAiMet inisiator dibawa ke subunit kecil ribosom oleh faktor inisiasi kedua, IF‐2, bersama molekul GTP (molekul sebagai sumber energi pada tahap akhir inisiasi). Perlu diingat bahwa tRNAiMet hanya dapat mengenali kodon inisiasi, tRNAiMet tidak dapat mengenali kodon 5′‐AUG‐3′ internal pada mRNA.
3. Tahap inisiasi translasi diakhiri setelah faktor inisiasi, IF‐1, mengikat kompleks inisiasi ini. Peran faktor inisiasi IF‐1 tidak jelas, tetapi diduga memicu perubahan konformasi kompleks inisiasi sehingga memungkinkan subunit besar ribosom menempel pada kompleks ini. Penempelan subunit besar, membutuhkan energi yang diperoleh dari hidrolisis GTP, menyebabkan pelepasan faktor-faktor inisiasi translasi.