Apa Peran Ribosom dalam Terjemahan?

Ribosom adalah struktur protein yang sangat beragam yang ditemukan di semua sel. Pada organisme prokariotik, yang meliputi Bakteri dan Archaea domain, ribosom "mengambang" bebas di sitoplasma sel. Dalam Eukariota domain, ribosom juga ditemukan bebas di sitoplasma, tetapi banyak lainnya melekat pada beberapa organel sel eukariotik ini, yang membentuk dunia hewan, tumbuhan dan jamur.

Anda mungkin melihat beberapa sumber menyebut ribosom sebagai organel, sementara yang lain menyatakan bahwa kurangnya membran sekitarnya dan keberadaan mereka di prokariota mendiskualifikasi mereka dari status ini. Diskusi ini mengasumsikan bahwa ribosom sebenarnya berbeda dari organel.

Fungsi ribosom adalah untuk memproduksi protein. Mereka melakukan ini dalam proses yang dikenal sebagai terjemahan, yang melibatkan pengambilan instruksi yang dikodekan dalam messenger ribonucleic acid (mRNA) dan menggunakannya untuk merakit protein dari asam amino.

Sel prokariotik adalah sel yang paling sederhana, dan satu sel hampir selalu mencakup seluruh organisme adalah kelas makhluk hidup ini, yang mencakup domain klasifikasi taksonomi

Baca lebih lanjut tentang definisi, struktur, dan fungsi prokariota.

Karena prokariota memiliki kebutuhan metabolisme yang lebih rendah daripada organisme yang lebih kompleks, mereka memiliki kepadatan yang relatif rendah ribosom di dalamnya, karena mereka tidak perlu berpartisipasi dalam penerjemahan protein yang berbeda sebanyak yang lebih rumit sel lakukan.

Sel eukariotik, ditemukan pada tumbuhan, hewan, dan jamur yang membentuk domain Eukariota, jauh lebih kompleks daripada rekan prokariotik mereka. Selain empat komponen sel esensial yang tercantum di atas, sel-sel ini memiliki nukleus dan sejumlah struktur terikat membran lainnya yang disebut organel. Salah satu organel ini, retikulum endoplasma, memiliki hubungan yang erat dengan ribosom, seperti yang akan Anda lihat.

Agar translasi terjadi, harus ada untai mRNA untuk menerjemahkan. mRNA, pada gilirannya, hanya dapat hadir jika transkripsi telah terjadi.

Transkripsi adalah proses di mana urutan basa nukleotida dari DNA organisme mengkodekan gennya, atau panjang DNA yang sesuai dengan produk protein tertentu, dalam molekul RNA terkait. Nukleotida dalam DNA memiliki singkatan A, C, G dan T, sedangkan RNA mencakup tiga yang pertama tetapi menggantikan U untuk T.

Ketika untai ganda DNA terurai menjadi dua untai, transkripsi dapat terjadi di sepanjang salah satunya. Hal ini terjadi dengan cara yang dapat diprediksi, karena A dalam DNA ditranskripsi menjadi U dalam mRNA, C menjadi G, G menjadi C dan T menjadi A. mRNA kemudian meninggalkan DNA (dan pada eukariota, nukleus; pada prokariota, DNA berada di sitoplasma dalam satu kromosom kecil berbentuk cincin) dan bergerak melalui sitoplasma sampai menemukan ribosom, di mana terjemahan dimulai.

Tujuan dari ribosom adalah untuk melayani sebagai situs translasi. Sebelum mereka dapat membantu mengkoordinasikan tugas ini, mereka sendiri harus disatukan, karena ribosom hanya ada dalam bentuk fungsionalnya ketika mereka secara aktif beroperasi sebagai produsen protein. Dalam keadaan istirahat, ribosom memecah menjadi sepasang subunit, satu besar dan satu kecil.

Beberapa sel mamalia memiliki sebanyak 10 juta ribosom yang berbeda. Pada eukariota, beberapa di antaranya ditemukan menempel pada retikulum endoplasma (ER), menghasilkan apa yang disebut retikulum endoplasma kasar (RER). Selain itu, ribosom dapat ditemukan di mitokondria eukariota dan di kloroplas sel tumbuhan.

Beberapa ribosom dapat menempelkan asam amino, unit protein yang berulang, satu sama lain dengan kecepatan 200 per menit, atau lebih dari tiga per detik. Mereka memiliki banyak situs pengikatan karena banyak molekul yang berpartisipasi dalam translasi, termasuk: transfer RNA (tRNA), mRNA, asam amino, dan rantai polipeptida yang sedang tumbuh dimana asam amino dilekatkan.

Ribosom umumnya digambarkan sebagai protein. Sekitar dua pertiga dari massa ribosom, bagaimanapun, terdiri dari sejenis RNA yang disebut, cukup tepat, RNA ribosom (rRNA). Mereka tidak dikelilingi oleh membran plasma ganda, seperti organel dan sel secara keseluruhan. Namun, mereka memiliki membran sendiri.

Ukuran subunit ribosom diukur tidak secara ketat dalam massa tetapi dalam kuantitas yang disebut unit Svedberg (S). Ini menggambarkan sifat sedimentasi dari subunit. Ribosom memiliki subunit 30S dan subunit 50S. Yang lebih besar dari dua fungsi terutama sebagai katalis selama translasi, sedangkan yang lebih kecil sebagian besar beroperasi sebagai decoder.

Ada sekitar 80 protein berbeda dalam ribosom eukariota, 50 atau lebih di antaranya unik untuk ribosom. Sebagaimana dicatat, protein ini menyumbang sekitar sepertiga dari keseluruhan massa ribosom. Mereka diproduksi di nukleolus di dalam nukleus dan kemudian diekspor ke sitoplasma.

Baca lebih lanjut tentang definisi, struktur dan fungsi ribosom.

Protein adalah rantai panjang asam amino, diantaranya ada 20 varietas berbeda. Asam amino dihubungkan bersama untuk membentuk rantai ini melalui interaksi yang dikenal sebagai ikatan peptida.

Semua asam amino mengandung tiga wilayah: gugus amino, gugus asam karboksilat dan rantai samping, biasanya disebut "rantai R" dalam bahasa ahli biokimia. Gugus amino dan gugus asam karboksilat tidak berubah; demikian sifat rantai-R yang menentukan struktur dan perilaku unik asam amino.

Beberapa asam amino adalah hidrofilik karena rantai sampingnya, artinya mereka "mencari" air; yang lain adalah hidrofobik dan menolak interaksi dengan molekul terpolarisasi. Ini cenderung mendikte bagaimana asam amino dalam protein akan dirakit dalam ruang tiga dimensi setelah rantai polipeptida menjadi cukup panjang untuk interaksi antara asam amino non-tetangga menjadi isu.

mRNA yang masuk berikatan dengan ribosom untuk memulai proses translasi. Pada eukariota, satu untai mRNA mengkode hanya satu protein, sedangkan pada prokariota, satu untai mRNA dapat mencakup banyak gen dan oleh karena itu mengkode beberapa produk protein. Selama fase inisiasi, metionin selalu merupakan asam amino yang pertama kali dikodekan, biasanya dengan urutan basa AUG. Setiap asam amino, pada kenyataannya, dikodekan oleh urutan tiga basa spesifik pada mRNA (dan kadang-kadang lebih dari satu urutan kode untuk asam amino yang sama).

Proses ini diaktifkan oleh situs "docking" pada subunit ribosom kecil. Di sini, baik methionyl-tRNA (molekul RNA khusus yang mengangkut metionin) dan mRNA mengikat ribosom, datang lebih dekat satu sama lain dan memungkinkan mRNA untuk mengarahkan molekul tRNA yang tepat (ada 20, satu untuk setiap asam amino) ke tiba. Ini adalah situs "A". Pada titik yang berbeda terletak situs "P", di mana rantai polipeptida yang tumbuh tetap terikat pada ribosom.

Saat translasi berlangsung melampaui inisiasi dengan metionin, karena setiap asam amino baru yang masuk dipanggil ke situs "A" oleh kodon mRNA, ia segera dipindahkan ke rantai polipeptida di "P" situs (fase perpanjangan). Hal ini memungkinkan kodon tiga nukleotida berikutnya dalam urutan mRNA untuk memanggil kompleks asam amino tRNA berikutnya yang dibutuhkan, dan seterusnya. Akhirnya protein selesai dan dilepaskan dari ribosom (fase terminasi).

Pemutusan dimulai oleh kodon stop (UAA, UAG, atau UGA) yang tidak memiliki tRNA yang sesuai, melainkan memberi sinyal faktor pelepasan untuk mengakhiri sintesis protein. Polipeptida dikirim, dan dua subunit ribosom terpisah.