Materi Tentang Ribosom

Materi tentang Ribosom

Ribosom merupakan salah satu organel tidak bermembran yang ditemukan pada semua sel, baik sel prokariotik maupun eukariotik. Pada eukariotik , organel ini terdapat pada sitoplasma, menempel pada permukaan luar retikulum endoplasma, didalam metriks mitokondria  dan didalam stroma kloroplas.

Ribosom terdiri atas dua sub unit yaitu sub unit besar darn sub unit kecil. Kedua sub unit ini akan berfusi jika proses trnaslasi berlangsung.Sub unit ribosom dinyatakan dengan satuan S (Svedberg) yang merupakan nama penemunya, satuan ini menunjukkan kecepatan pengendapan pada saat sub unit tersebut disentrifugasi, misalnya sub unit kecil dan sub unit besar ribosom pada eukariotik adalah 40S dan 60s. Komponen penyusun besar ribosom terdiri atas protein ribosom dan ARN ribosom (ARN-r). Protein ribosom disintesis oleh bebas yang terdapat di dalam sitoplasma, sedangkan ARN-r ditranskripsi di dalam anak inti (nukleous).Organel ini merupakan tempat berlangsungnya penerjemahan (translasi) kodon (kode genetik) yang dibawa ARN-duta (ARN-d). Hasil translasi ini adalah polipeptida. Polipeptida hasil translasi pada RER akan dikirim dan diolah di dalam AG menjadi protein membran, dan enzim lisosom, atau disekresikan ke luarsel melalui vesikel.Sedangkan polipeptida hasil translasi pada ribosom bebas dikirim ke mitokondria, sebagai enzim peroksisom, atau sebagai protein ribosom.

A. Fungsi Ribosom

1. Sintesis Protein

Ribosom berfungsi sebagai tempat sintesis protein dan merupakan contoh organel yang tidak bermembran. Organel ini terutama disusun oleh asam ribonukleat, dan terdapat bebas dalam sitoplasma maupun melekat pada RE.

Ada banyak tahapan antara ekspresi genotip ke fenotip.Gen-gen tidak dapat langsung begitu saja menghasilkan fenotip-fenotip tertentu.Fenotip suatu individu ditentukan oleh aktivitas enzim (protein fungsional).Enzim yang berbeda akan menimbulkan fenotip yang berbeda pula.Perbedaan satu enzim dengan enzim yang lain ditentukan oleh jumlah jenis dan susunan asam amino penyusun protein enzim.Pembentukan asam amino ditentukan oleh gen atau DNA.

Ekspresi gen merupakan proses dimana informasi yang dikode di dalam gen diterjemahkan menjadi urutan asam amino selama sintesis protein.Dogma sentral mengenai akspresi gen, yaitu DNA yang membawa informasi genetik yang ditrnaskripsi oleh RNA, dan RNA diterjemahkan menjadi polipeptida.Ekspresi gen merupakan sintesis protein yang terdiri dari dua tahap, yaitu tahap pertama urutan rantai nukleotida tempale (cetakan) dari suatu DNA untai ganda disalin untuk menghasilkan satu rantai molekul RNA.Proses ini disebut transkripsi dan berlangsung di inti sel.Tahap kedua merupakan sintesis pilopeptida dengan urutan spesifik berdasarkan rantai RNA yang dibuat pada tahap pertama.Proses ini disebut translasi.

2. Transkripsi 

Transkripsi merupakan sintesis RNA dari salah satu rantai DNA, yaitu rantai cetakan atau sense, sedangkan rantai DNA komplemennya disebut rantai antisense.Rentangan DNA yang ditranskripsi menjadi molekul RNA disebut unit transkripsi.

RNa dihasilkan dari aktivitas enzim RNA polimerase.Transkripsi terdiri dari tiga tahap, yaitu inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan), dan terminasi (pengakhiran) rantai RNA. Daerah DNA dimana RNA polimerase melekat dan mengawali transkripsi disebut promoter.Suatu promoter mencakup titik awal transkripsi dan biasanya membentang beberapa pasangan nukleotida di depan titik awal tersebut.Selain itu, promoter juga menentukan di mana transkripsi dimulai, promoter juga menentukan yang mana dari kedua untai heliks DNA yang digunakan sebagai cetakan.

3. Elogasi

Setelah sintesis RNA berlangsung, DNA heliks ganda terbentuk kembali dan molekul RNA baru akan dilepas dari cetakan DNA-nya.Transkripsi berlanjut pada laju kira-kira 60 nukleotida per detik pada sel eukariotik.

4. Translasi

Dalam proses translasi, sel menginterpretasikan suatu kode genetik menjadi protein yang sesuai.Kode geneti tersebut berupa serangkaian kodon di sepanjang molekul RNAd, interpreternya adalah RNAt.RNAt mentransfer asam amino-asam amino dari kolam asam amino di sitoplasma ke ribosom.Molekul RNAt tidak semuanya identik.Pada tiap asam amino digabungkan dengan RNAt yang sesuai oleh suatu enzim spesifik yang disebut aminoasil-RNAt sintetase ( aminoacyl-tRNA synthetase ).Ribosom memudahkan pelekatan yang spesifik antara antikodon RNAt dengan kodon RNAd selama sintesis protein.Sebuah ribosom tersusun dari dua subunit, yaitu subunit besar dan subunit kecil.Subunit ribosom dibangun oleh protein-protein dan molekul-molekul RNAr.

Tahap translasi dapat dibagi menjadi tiga tahap seperti transkripsi, yaitu inisiasi elongasi, dan terminasi.Semua tahapan ini memerlukan faktor-faktor protein yang membantu RNAd, RNAt, dan ribosom selama proses translasi.Inisiasi dan elongasi rantai polipeptida jga membutuhkan sejumlah energi yang disediakan oleh GTP (guanosin triphosphat), suatu molekul yang mirip ATP.

5. Inisiasi

Tahap inisiasi dari translasi terjadi dengan adanya RNAd, sebuah RNAt yang memuat asam amino pertma dari polipeptida, dan dua subunit ribosom.Pertama, subunit ribosom kecil mengikatkan diri pada RNAd dan RNAt inisiator.Di dekat tempat pelekatan ribosom subunit kecil pada RNAd terdapat kodon inisiasi AUG, yang memberikan sinyal dimulainya proses translasi.RNAt inisiator, yang membawa asam amino metionin, melekat pada kodon inisiasi AUG.

Oleh karenanya, persyaratan inisiasi adalah kodon RNAd harus mengandung triplet AUG dan terdapat RNAt inisiator berisi antikodon UAC yang membawa metionin.Jadi pada setiap proses translasi, metionin selalu menjadi asam amino awal yang diingat.Triplet AUG dikatakan sebagai start codon karena berfungsi sebagai kodon awal translasi.

Add caption

 6. Elongasi

Pada tahap elongasi dari translasi, asam amino berikutnya ditambahkan satu per satu pada asam amino pertama (metionin).

Pada ribosom membentuk ikatan hidrogen dengan antikodon molekul RNAt yang komplemen dengannya.Molekul RNAr dari subunit ribosom besar berfungsi sebagai enzim, yaitu mengkatalisis pembentukan ikatan peptida yang menggabungkan polipeptida yang memanjang ke asam amino yang baru tiba.Pada tahap ini polipeptida memisahkan diri dari RNAt tempat perlekatannya semula, dan asam amino pada ujung karboksilnya berikatan dengan asam amino yang dibawa oleh RNAt yang baru masuk.Saat RNAd berpindah tempat, antikodonnya tetap berikatan dengan kodon RNAt.RNAd bergerak bersama-sama dengan antikodon dan bergeser ke kodon berikutnya yang akan ditranslasi.Sementara itu, RNAt yang tanpa asam amino telah diikatkan pada polipeptida yang sedang memanjang dan selanjutnya RNAt keluar dari ribosom.Langkah ini membutuhkan energi yang disediakan oleh hirolisis GTP.Kemudian RNAd bergerak melalui ribosom ke satu arah saja, kodon satu ke kodon lainnya hingga rantai polipeptidanya lengkap.

7. Terminasi

Transkripsi berlangsung sampai RNA polimerase mentranskripsi urutan DNA yang disebut terminator.Terminator merupakan suatu urutan DNA yang berfungsi menghentikan proses transkripsi.Pada sel prokariotik, transkripsi biasanya berhenti tepat pada saat RNA polimerase mencapai titik terminasi.Sedangkan pada sel eukariotik, RNA pilomerase terus melawati titik terminasi.RNA yang telah terbentuk akan terlepas dari enzim tersebut.  Tahap akhir translasi adalah terminasi.Elongasi berlanjut hingga ribosom mencapai kodon stop.Triplet basa kodon stop adalah UAA, UAG, atau UGA. Kodon stop tidak mengkode suatu asam amino melainkan bertindak sebagai sinyal untuk menghentikan translasi.

B. Sifat Ribosom

Ribosom merupakan partikel padat yang tidak dibatasi membran. Ribosom terdiri dari sub unit besar dan sub unit kecil. Ribosom merupakan partikel yang kampak/padat ini terdiri dari ribonukleoprotein, melekat atau tidak pada permukaan external dari membran RE, yang memungkinkan sintesa protein. Ribosom merupakan suatu partikel ribonukleoprotein yang berukuran kecil (20 X 30 nm). Ribosom terdiri dari dua unit yang dihasilkan didalamn nukleolus. Ribosom meninggalkan inti sebagai unit terpisah melalui pori inti. Ribosom utuh dibentuk di dalam sitoplasma. Penyatuan ribosom di ditoplasma adalah untuk mencegah terjadinya sintesis protein didalam inti.

Sifat Organel Ribosom

• Bentuknya universal, pada potongan longitudinal berbentuk elips.

• Pada teknik pewarnaan negatif, tampak adanya satu alur transversal, tegak lurus pada sumbu, terbagi dalam dua sub unit yang memiliki dimensi berbeda.

• Dengan ultrasentrifugasi yang menurun pada kedua sub unit ribosom tersebut dapat dipisahkan sehingga dapat penyusunnya dapat dideterminasis. Sub unit-sub unit berasosiasi secara tegak iurus pada bagian sumbu dalam aiur yang memisahkannya.

• Setiap sub unit dicirikan oleh koefisiensi sedimentasi yang dinyatakan dalam unit Svedberg (S). Sehingga koefisien sedimentasi dari prokariot adalah 70S untuk keseluruhan ribosom (50S untuk sub unit yang besar dan 30S untuk yang kecil). Untuk eukariot adalah 80S untuk keseluruhan ribosom (60S untuk sub unit besar dan 40S untuk yang kecil).

• Dimensi ribosom serta bentuk menjadi bervariasi. Pada prokariot, panjang ribosom adalah 29 nm dengan besar 21 nm. Dan eukariot, ukurannya 32 nm dengan besar 22 nm.

• Pada prokariot sub unitnya kecil, memanjang, bentuk melengkung dengan 2 ekstremitas, memiliki 3 digitasi, menyerupai kursi. Pada eukariot, bentuk sub unit besar menyerupai ribosom E. coli.

C. Penyusun Ribosom

Merupakan butiran kecil nukleoprotein yang tersebar di dalam sitoplasma. Bahan penyusun ribosom adalah protein dan RNA ribocomal(RNAr). Ribosom ada yang tesebar bebas di dalam sitoplasma dan ada yang melekat pada endosplasma. Fungsinya, untuk melangsungkan sintesis protein.

Ribosom yangterdapat di sitoplasma berguna untuk mensintesis protein yang berfungsi didalam sitoplasma. Sedangkan ribosom yang berada di endoplasma gunannya untuk sintesis protein yang hasilnya masuk ke lumen RE.

Penemuan Ribosom

Diplopori oleh G. Garnier yang melaporkan bahwa sel kelenjar eksokrinmengandung komponen basofil yang banyak. Substansi ini diwarnai denganpewarnaan basa. Kemudian Garnier member nama substansi tersebutergastoplasma atau cairan kerja. Ergastoplasma sering dijumpai pasda sel –sel dengan tingkat metabolisme tinggi. Dengan penemuan mikroskopelectron, para ilmuwan mendapati bahwa ergatoplasma merupakansejumlah granula dengan ukuran 20 nm dan sering ditemukan di membranreticulum endoplasma Ribosom merupakan organel sel yang berperandalam sintesis protein.Keabnormalan pada ribosom mengakibatkan dampak serius padapembentukan enzim hingga organ. Dengan diameter 20 -25 nm membuatribosom tidak tampak pada mikroskop cahaya. Ribosom sendiri merupakanbentuk lain dari RNA yang digulung oleh suatu protein. Dengan mikroskopelectron, ribosom tampak terdiri dari dua sub unit yang memiliki perbedaanukuran, yang biasa disebut sub unit kecil dan sub unit besar. Terdapat tiga jenis ribosom dalam sel :Ribosom bebas, ribosom ini terdapat di sitoplasma dan memiliki fungsimembuat beberapa protein plastid dan mitokondria ( yang tidak diproduksioleh organel tersebut), semua protein yang berikatan dengan nucleus danbadan mikro, protein yang ditujukan untuk permukaan dalam membraneplasma dan protein yang berakhir di sitoplasma

Struktur Ribosom

Ribosom adalah partikel kecil kedap-elektron dengan ukuran sekitar20×30 nm. Ribosom tersusun oleh empat jenis RNA ribosom (rRNA) dan hampir 80 protein yang berbeda.(L Carlos Junqueira, MD dkk, 1997 : 31)

Ribosom umumnya terdapat terikat ke retikulum endoplasma dan selaputinti, dan sebagian lainnya terdapat bebas dalam sitoplasma. Ribosom bertindak sebagai mesin produksi protein dan akibatnya ribosom sanga tmelimpah pada sel yang sedang aktif dalam sintesis protein. Sejumlah protein yang dihasilkan, diangkut ke luar sel.Ribosom eukariot diproduksi dan dirakit di dalam nukleolus.

Pada prokariot sub unitnya kecil, memanjang, bentuk melengkung dengan 2 ekstremitas,memiliki 3 digitasi, menyerupai kursi. Pada eukariot, bentuk sub unit besar menyerupairibosom E. coli.

Protein ribosomal masuk ke nukleolus dan berkombinasi dengan empat

  strand rRNA untuk membentuk dua sub unit ribosomal (sub unit kecil dansub unit besar). Unit ribosom ke luar meninggalkan inti melalui pori inti danmenyatu dalam sitoplasma untuk tujuan sintesis protein. Bila produksiprotein tidak berlangsung, kedua sub unit ribosomal terpisah