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