Salah satu fungsi terpenting sel hidup adalah menghasilkan protein yang diperlukan untuk kelangsungan hidup organisme. Protein memberi bentuk dan struktur pada suatu organisme dan, sebagai enzim, mengatur aktivitas biologis. Untuk memproduksi protein, sel perlu membaca dan menafsirkan informasi genetik yang disimpan dalam asam deoksiribonukleat, atau DNA. Situs sintesis protein seluler adalah ribosom, yang dapat bebas atau terikat. Pentingnya ribosom bebas adalah bahwa sintesis protein dimulai di sana.
DNA dan RNA
DNA adalah rantai molekul panjang yang terdiri dari gugus gula dan fosfat yang berselang-seling. Salah satu dari empat kemungkinan basa nukleotida yang mengandung nitrogen - A, C, T dan G - menggantung setiap gula. Urutan basa sepanjang untai DNA menentukan urutan asam amino yang membentuk protein. Asam ribonukleat, atau RNA, mentransmisikan salinan pelengkap dari sebagian molekul DNA - gen - ke ribosom, yang merupakan butiran kecil yang terdiri dari RNA dan protein. RNA menyerupai DNA kecuali bahwa gugus gulanya mengandung atom oksigen ekstra dan menggantikan basa nukleotida U dengan basa T DNA. Ribosom membuat protein sesuai dengan informasi yang disimpan dalam messenger RNA, atau mRNA.
Pengkodean Pelengkap
Aturan untuk menyalin DNA ke RNA menentukan korespondensi antara basa pada gen dan basa pada mRNA. Misalnya, basa A dalam gen menentukan basa U dalam untai mRNA. Demikian pula, basa T, C dan G gen menentukan basa A, G, dan C, masing-masing, dalam mRNA. Informasi genetik yang terkandung dalam mRNA berbentuk triplet basa nukleotida yang disebut kodon. Misalnya, triplet DNA TAA menciptakan triplet RNA UTT. Oleh karena itu, untai DNA dan RNA mengandung informasi komplementer, namun unik, yang dikodekan dalam urutan basa nukleotida. Hampir setiap triplet mengkode asam amino tertentu, meskipun beberapa triplet menentukan akhir dari suatu gen. Beberapa kembar tiga yang berbeda dapat mengkode asam amino yang sama.
Ribosom
Sel memproduksi ribosom langsung dari RNA ribosom, atau rRNA, yang dikodekan oleh gen DNA spesifik. rRNA bergabung dengan protein untuk membentuk subunit besar dan kecil. Kedua subunit hanya bergabung selama sintesis protein. Dalam sel prokariotik - yaitu, sel tanpa inti terorganisir - subunit ribosom mengapung bebas di dalam cairan sel, atau sitosol. Pada eukariota, enzim dalam inti sel membangun subunit ribosom. Nukleus kemudian mengekspor subunit ke sitosol. Beberapa ribosom dapat mengikat sementara ke organel sel yang disebut retikulum endoplasma, atau ER, ketika membangun protein, sementara ribosom lain tetap bebas saat mereka mensintesis protein.
Terjemahan
Subunit ribosom bebas yang lebih kecil memegang untai mRNA untuk memulai sintesis protein. Subunit yang lebih besar kemudian terhubung dan mulai menerjemahkan setiap kodon mRNA. Ini memerlukan pemaparan dan penempatan setiap kodon mRNA sehingga enzim dapat mengidentifikasi dan menempelkan asam amino yang sesuai dengan kodon saat ini. Sebuah molekul RNA transfer, atau tRNA, dengan kunci anti-kodon komplementer ke subunit yang lebih besar, asam amino yang ditunjuk di belakangnya. Enzim kemudian mentransfer asam amino ke rantai protein yang sedang tumbuh, mengeluarkan tRNA yang dihabiskan untuk digunakan kembali, dan mengekspos kodon mRNA berikutnya. Setelah selesai, ribosom melepaskan protein baru dan kedua subunit berdisosiasi.
