PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang
Di dalam sel pada sitoplasma
terdapat membran yang berbentuk pembuluh, gelembung atau vakuola dan rongga-rongga
pipih yang saling berhubungan yang disebut Retikulum Endoplasma. Retikulum
endoplasma merupakan organel yang tidak statis dan dapat dianggap sebagai salah
satu komponen dari suatu sistem dinamik yang mempunyai hubungan dengan membran
plasma dan membran luar selaput inti. Sedangkan organel-organel lain tidak
mempunyai hubungan langsung tapi dapat terjadi interaksi secara langsung atau
tidak. Retikulum endoplasma mempunyai
fungsi dalam berbagai sintesis, dapat ditemukan pada sel eukariotik dan
memiliki struktur yang menyerupai kantung berlapis-lapis. Kantung ini disebut
cisternae. Fungsi retikulum endoplasma bervariasi, tergantung pada jenisnya.
Retikulum Endoplasma (RE) merupakan labirin membran yang demikian banyak
sehingga retikulum endoplasma meliputi separuh lebih dari total membran dalam
sel-sel eukariotik. (kata endoplasmik berarti “di dalam sitoplasma” dan
retikulum diturunkan dari bahasa latin yang berarti “jaringan”).
Pada bagian Retikulum endoplasma
tertentu terdapat ribuan ribosom. Ribosom merupakan tempat dimana proses
pembentukan protein terjadi didalam sel. Bagian
ini di sebut Retikulum Endoplasma
Kasar atau REK ( Rough endoplasmic
reticulum ) yang mengisolir dan membawa protein tersebut kebagian lainnya.
Sedangkan reticulum endoplasma yang tidak diselimuti oleh ribosom disebut Retikulum Endoplasma Halus atau REH (
smooth endoplasmic reticulum ) untuk membentuk lemak dan steroid.
Berdasarkan latar belakang diatas, maka kelompok kami
akan membahas tentang Retikulum Endplasma dan Ribosom.
B. Rumusan
Masalah
1. Apa
yang dimaksud dengan Retikulum Endoplasma ?
2. Apa
yang dimaksud dengan Ribosom ?
3. Bagaimana
proses sintesis protein pada ribosom ?
4. Bagaimana
hubungan antara retikulum endoplasma, ribosom, dan organel-organel lainnya?
C.
Tujuan
1. Untuk
memahami tentang Retikulum Endoplasma
2. Untuk
memahami tentang Ribosom
3. Untuk
memahami tentang proses sintesis Protein
4. Untuk
memahami tentang hubungan antara Retikulum Endoplasma, Ribosom, dan
Organel- organel lainnya
D.
Manfaat
Manfaat
dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut :
1.
Sebagai
bahan informasi bagi para pembaca khususnya mahasiswa biologi
2.
Sebagai
salah satu alat penilaian pada mata kuliah biologi sel
BAB
II
PEMBAHASAN
A.
Retikulum
Endoplasma
Retikulum
berasal dari kata reticular yang
berati anyaman benang atau jala. Karena letaknya memusat pada
bagian dalam sitoplasma (endoplasma) dan karena strukturnya sebagian anyaman
dan untuk sebagian besar terdapat dalam endoplasma. Dengan ditemukannya
Retikulum Endoplasma ini sebuah sel tidak lagi dapat di anggap sebagai kantong
yang berisi enzim, RNA, DNA, dan larutan-larutan bahan yang dibatasi oleh
membran luar seperti pada bakteri yang primitif. Banyak rongga-rongga yang
dibatasi oleh membran yang bertanggung jawab atas fungsi sel yang vital, di
antaranya pemisahan dan himpunan sistem enzim. Dan maka dari itu disebut
disebut sebagai Retikulum Endoplasma (disingkat RE). Retikulum Endoplasma (RE)
adalah organel yang dapat ditemukan pada semua sel eukariotik baik sel hewan
atau pun sel tumbuhan.
Dilihat dari bentuknya, terdapat 3
macam bentuk Retikulum Endoplasma yang
berbeda;
·
Bentuk lamelar (kebanyakan), yang terdiri atas susunan
sejumlah kantung membran yang pipih. Ribosom pada membran RE yang berbentuk
lamelar tidak merata (asimetri). Membran membentuk kantung pipih disebut
sisternae.
·
Bentuk kantung
(vesikular), kebanyakan terdapat REH, ruangan pada retikulum endoplasma yang
berbentuk seperti gelembung-gelembung kecil.
·
Bentuk tubular (pembuluh). Bentuk ini terutama dimiliki
oleh REH, berbentuk sebagai pipa pipa kecil yang saling berhubungan. menunjukkan sifat yang dinamik dari RE dan
mempunyai hubungan erat dengan gerakan membran, pemisahan dan fusi dalam sistem
membran (jaringan cytocavitary).
a.
Retikulum Endoplasma pada sel tumbuhan
Pada sel
tumbuhan, retikulum endoplasma bertindak sebagai saluran untuk masuknya protein
dalam membran. Ini juga memainkan peran penting dalam biosintesis dan
penyimpanan lipid. Ada sejumlah membran larut, yang berhubungan dengan enzim
dan molekul pendamping. Fungsi umum dari retikulum endoplasma pada sel tanaman
yang mensintesis protein dan pematangan. Retikulum endoplasma pada sel tumbuhan
memiliki beberapa fungsi tambahan, yang tidak ditemukan pada sel hewan. Fungsi
tambahan melibatkan sel untuk komunikasi sel antara sel-sel khusus dan juga
berfungsi sebagai tempat penyimpanan untuk protein. Retikulum endoplasma pada
sel tanaman mengandung enzim dan protein struktural, yang terlibat dalam proses
Biogenesis badan minyak dan penyimpanan lipid. Pada tumbuhan, retikulum
endoplasma terhubung antara sel-sel melalui plasmodesmata.
b.
Retikulum Endoplasma pada sel hewan
Pada sel-sel
hewan, retikulum endoplasma adalah jaringan kantung, yang memainkan peran
penting dalam manufaktur, pengolahan dan pengangkutan berbagai jenis senyawa
kimia untuk penggunaan di dalam dan di luar sel. Hal ini terhubung ke selubung
nukleus berlapis ganda, yang menyediakan pipa antara inti dan sitoplasma dari
sel-sel hewan. Retikulum endoplasma pada sel hewan adalah organel multifungsi,
yang mensintesis membran lipid , protein dan juga mengatur kalsium
intraseluler.
c. Bentuk Mikroskopis Retikulum Endoplasma
Retikulum
endoplasma mempunyai fungsi yang bervariasi, hal ini menyebabkan adanya variasi
secara morfologis. Ada dua macam retikulum endoplasma sebagai berikut :
d. Retikulum endoplasma kasar ( REK )
Retikulum endoplasma kasar dimana
pada membrannya yang menghadap sitosol ditempeli ribosom , berfungsi untuk
sintesis protein yang selanjutnya protein tersebut akan ditranslokasikan
kedalam retikulum endoplasma. Di dalam retikulum endoplasma protein tersebut
akan diglikosilasi dengan menambahkan oligosakarida (berisi
kurang lebih 14 residu gula ) kepada protein. Sehingga terbentuk glikoprotein,
selanjutnya akan ditranspor ke badan golgi, lisosom, membran plasma. Retikulum
Endoplasma (RE) memiliki peran anabolik dan protektif.
Peran anabolik yaitu mensintesis
kolesterol, hormon steroid, dan asam-asam empedu.
Peran katabolik yakni dapat mengubah atau menetralisir
bahan yang bersifat toksik.
Mekanisme kerja antar Retikulum Endoplasma (RE) dan
organel lain seperti mitokondria dapat saling berhubungan. RE kasar
merupakan tempat Penggabungan Protein Membran Integral dan Lipid Membran. Retikulum
endoplasma kasar memiliki daerah yang sebagian besar tidak mengandung ribosom.
Daerah-daerah tersebut merupakan daerah peralihan, karena dari situlah dibentuk
vesikula-vesikula transpor atau vesikula transisi atau retikulum endoplasma
transisi. Vesikula-vesikula tersebut megandung protein atau lipida yang
diangkut secara intraseluler. Vesikula-vesikula
transisi atau vesikula transport berperan mengangkut makromolekul (protein)
dari reticulum endoplasma. Di dalam vesikula transport terdapat protein yang
larut yang berasal dari lumen retikulum endoplasma (protein sekretori) atau
protein yang terikat pada membran vesikula (protein membran). Vesikula-vesikula
dapat bergabung dengan membran sasaran dan melepaskan isinya. Membran vesikula
merupakan bagian dari membran sasaran.
Pada saatnya
nanti kandungan protein sebagai hasil sintesis akan diangkut ke dalam kompleks
golgi, dengan cara melepaskan dalam gelembung gelembung kecil (mikrovesikel).
Mikrovesikel tersebut sudah tidak memiliki butir-butir ribosom pada
permukaan luarnya. Retikulum endoplasma kasar banyak ditemukan dalam sel-sel
kelenjar, terutama pada sel-sel kelenjar yang sedang aktif mensintesis
sekretnya; pada pewarnaan tampak basofil karena banyaknya retikulum endoplasma
kasar. Basofilia yang khas ini disebabkan oleh sejumlah besar partikel-partikel
kecil dari ribonukleoprotein (RNP) disebut ribosom, yang melekat keluar
permukaan membran, sesuai dengan istilah retikulum endoplasma kasar. Elemen
karakteristik dari retikulum endoplasma kasar adalah berupa lembaran tipis yang
terdiri dari 2 membran bersatu pada bagian tepi masing masing dan dibatasi oleh
suatu cavite berbentuk kantong yang aplatis ( sakulus ). Letak dan jumlah dari
sakulus bervariasi, tergantung pada jenis sel dan fungsi aktivitasnya.
e. Retikulum endoplasma halus ( REH )
Retikulum
endoplasma halus, permukaan hyaloplasmiknya tidak mengandung ribosom. Oleh
sebab itu, sering dinamakan retikulum endoplasma agranuler. Retikulum
endoplasma halus terutama terdapat di dalam sel yang memegang peranan penting
dalam metabolisme lipida, dan mempunyai peranan dalam sintesis kolesterol dan
metabolisme hormon-hormon steroid dari kolestrol yang terjadi pada sel sel
adrenal bagian korteks. Retikulum endoplasma halus mengandung enzim-enzim yang
dibutuhkan untuk sintesis lipoprotein, misalnya sel-sel hepatosit. Selain itu,
juga mengandung enzim-enzim yang berperan dalam detoksifikasi, misalnya enzim
sitokrom p450.
Retikulm
endoplasma halus berfungsi dalam
berbagai macam proses metabolisme, termasuk sintesis lipid, metabolisme
karbohidrat, dan menawarkan obat dan racun yang larut dalam air. Didalam
reticulum endoplasma halus juga terdapat reticulum endoplasma sarkoplasmik. RE
sarkoplasmik adalah jenis khusus dari RE halus. RE sarkoplasmik ini ditemukan
pada otot licin dan otot lurik. Yang membedakan RE sarkoplasmik dari RE halus
adalah kandungan proteinnya. RE halus mensintesis molekul, sementara RE
sarkoplasmik menyimpan dan memompa ion kalsium. RE sarkoplasmik berperan dalam
pemicuan kontraksi otot.
f. Fungsi retikulum endoplasma
Di permukaan
RE kasar, terdapat bintik-bintik yang merupakan ribosom. Ribosom ini berperan
dalam sintesis protein. Maka, fungsi utama RE kasar adalah sebagai tempat
sintesis protein. RE halus Berbeda dari RE kasar, RE halus tidak memiliki
bintik-bintik ribosom di permukaannya. RE halus berfungsi dalam beberapa proses
metabolisme yaitu sintesis lipid, metabolisme karbohidrat dan konsentrasi
kalsium, detoksifikasi obat-obatan, dan tempat melekatnya reseptor pada protein
membran sel. RE sarkoplasmik adalah jenis khusus dari RE halus. RE sarkoplasmik
ini ditemukan pada otot licin dan otot lurik. Yang membedakan RE sarkoplasmik
dari RE halus adalah kandungan proteinnya. RE halus mensintesis molekul,
sementara RE sarkoplasmik menyimpan dan memompa ion kalsium. RE sarkoplasmik
berperan dalam pemicuan kontraksi otot. RE kasar dan RE halus bersama-sama
berfungsi transportasi molekul-molekul dan bagian sel yang satu ke bagian sel
yang lain.
Fungsi retikulum endoplasma antara
lain untuk sintesis lipid, lemak, fosfolipid, dan
steroid; mengatur metabolisme
karbohidrat dan menghancurkan racun dan obat-obatan di dalam sel hati; dan
menyimpan ion kalsium yang penting untuk kontraksi otot. Selain itu, retikulum
endoplasma juga memiliki fungsi khusus, diantaranya:
a.
Detoksifikasi
Retikulum endoplasma selain
mngnadung enzim untuk sintesa lipid juga mengandung enzim detoksifikasi obat-obatan
dan metabolit yang tidak larut dalam air. Enzim yang berperan dalam
detoksifikassi adalah sitokrom P450. Adanya enzim ini menjadikan obat-obatan
yang tidak larut air menjadi larut dalam air melalui serangkaian proses kimia
sehingga dapat dikeluarkan dari tubuh lewat urine.
b. Sintesa
lipida
Pada membran retikulum endoplasma
menghasilkan hampir semua macam lipida yang dibutuhkan untuk pembentukan
membran yang meliputi fosfolipida dan kolesterol. Fosfolipida yang dihasilkan
akan angkut oleh vesikel transpor ke membran sel, membran aparatus golgi, dan
membran pada lisosom. Sedangkan fosfolipida untuk membran organel yang lain
dibawa oleh proetin transfer fosfolipida.
c.
Menghasilkan seramida
Membran retikulum endoplasma
menghasilkan seramida yang akan dibawa ke aparatus golgi sebagai bahan baku
untuk sintesis gliko sfingolipida
g. Struktur dan
Komposisi Membran
·
Struktur membran reticulum endoplasma
Pada umumnya
membrane RE merupakan model mozaik cair yang terdiri dari lipid dan protein.
Perbedaannya dengan membrane plasma dari ketebalannya, membrane RE lebih tipis
dari membrane plasma. Retikulum Endoplasma sendiri terdiri atas ruangan-ruangan
kosong yang ditutupi dengan membran dengan ketebalan 4 nm (nanometer, 10-9
meter). Membran ini berhubungan langsung dengan selimut nukleus atau nuclear
envelope. Rasio protein terhadap lemak
lebih tinggi dan konsentrasi kolestrol lebih rendah dari membrane plasma.
Jumlah protein yang lebih besar menyebabkan strukturnya lebih stabil dari
membrane plasma, oleh sebab itu RE mempunyai sifat yang kurang cair.
Retikulum
endoplasma Sebagian sel eukariotik mengandung retikulum endoplasma tetapi perlu
kita ketahui bahwa jumlah maupun jenisnya bervariasi . misalnya, pada pankreas
lebih banyak mengandung retikulum endoplasma kasar,
sedangkan pada sel-sel epitel
sebagian besar kandungannya adalah retikulum endoplasma halus. Jumlah total
pada beberapa sel berbeda pada sel-sel pankreas misalnya sangat rapat dengan
retikulum endoplasma, sedangkan pada sel-sel tumbuhan tingkat tinggi hanya
sedikit. Jumlah total dan proporsi retikulum endoplasma kasar dan retikulum
endoplasma halus berubah-ubah bergantung pada keadaan metabolisme sel. Sebagai organel yang termasuk pada sistem
membran, dibandingkan dengan membran sel, maka membran retikulum endoplasma
relatif lebih tipis. Hal ini disebabkan
karena adanya perbedaan komposisi molekulnya. Pada membran retikulum endoplasma
kandungan proteinnya lebih tinggi daripada lipidnya bila dibandingkan dengan
dengan membran sel, sehingga menyebabkan membran retiukulum endoplasma sifatnya
lebih stabil dan kental.
·
Komposisi kimia
Selaput Retikulum Endoplasma dari analisis kimia diperoleh bahwa, selaput
retikulum endoplasma terdiri atas lipida 30% dan protein 70%. Lipida sebagian
besar berupa fosfatidilkolin. Selaput retikulum endoplasma mengandung lebih
sedikit glikolipida dan kolesterol daripada selaput sel. Sedangkan protein
selaput retikulum endoplasma umumnya adalah berupa glikoprotein dengan berat
molekul (BM) sekitar 10.000-20.000 dalton. Dengan teknik patah-beku dan
sitokimia dapat diketahui bahwa babarapa diantara protein tersebut merupakan
enzim dan rantaian pemindahan elektron. Enzim yang terdapat di selaput
retikulum endoplasma sangat bervariasi, antara lain glukosa-6-fosfatase atau nukleosida
fosfatase dan kosiltransferase. Glukosa-6-fosfatase atau nukleosida fosfatase
yaitu enzim yang berperan dalam metabolisme asam lemak, sintesis fosfolipida
dan steroida. Sedangkan kosiltransferase yaitu enzim yang berperan dalam
sintesis glikolipida dan glikoprotein
Isi lumen
retikulum endoplasma (RE) merupakan cairan yang mengandung sejumlah
holoprotein, glikoprotein dan lipoprotein. Kandungan lumen RE ini sangat
bervariasi seiring dengan jenis sel dan keadaan fisilogis sel tersebut.
Misalnya RE plasmosit (sel plasma) berisi imunoglobulin, RE fibroblas berisi
rantaian protokolagen dan enzim-enzim hidrolase.
h. Enzim-enzim pada RE
Hasil analisis kimia membran retikulum endoplasma
terdapat enzim-enzim dan rantai molekul-molekul pembawa electron. Berikut ini
tabel dari jenis enzim secara terperinci
|
ENZIM
|
LOKASI PERMUKAAN
|
|
Sitokrom
b5
NADH-sitokrom
b5 reduktasa
NADH-sitokrom
c reduktasa
Sitokrom P
450 (paling banyak)
ATP asa
5’ –
nukleotidasa
Nukleosida
pirofosfatasa
GDP –
manosil transferasa
Nukleosida
difosfatasa
Glukosa –
6 – fosfatasa
Acetanalide
– hidrolizing esterase
Glukuronidasa
|
Sitoplasma
(sitosol)
Sitoplasma
Sitoplasma
Sitoplasma,
lumen
Sitoplasma
Sitoplasma
Sitoplasma
Sitoplasma
Lumen
Lumen
Lumen
Lumen
|
Banyaknya enzim hidroksilase dalam membran RE
menyebabkan hidroksilasi. Hidroksilasi yang terjadi pada membran sel RE
seanding dengan keampuan sel dalam fungsi anabolik dan protektif. Dalam
kaitannya dengan fungsi anabolik dan protektif membran RE mampu mengubah zat
toksik menjadi lebih hidrofil sehingga menjadi lebih mudah disekresikan.
Enzim yang paling banyak pada RE adalah sitokrom P-450
yang terdapat sebanyak 10% dari protein mikrosom. Enzim-enzim dalam RE
mempunyai induktor untuk pengaktifannya. Induktor itu antara lain adalah
3-metil kolantrene, anaftofalfon, fenobarbital, dan dioxin (2-3-7-8tetrakioro
dibenzo-p-dioxin). Contoh mekanisme induksi yang dilakukan zat-zat y=tersebut
pada enzim RE adalah sebagai berikut: jika fenobarbital diberikan maka aktivitas
enzim pada RE kasar akan berubah. Aktivitas sitokrom p450 reduktase akab
meingkat demikian juga dengan sitokrom B5 juga meningkat meskipun sedikit.
Sementara itu akrivotas glukosa-6-fosfatase, ATPase, dan NADH sitokrom B5
reduktase aktivitasnya justru akan meurun.
i.
Hidroksilasi
pada RE
Kemampuan membrane RE untuk menghidroksilasi suatu
substrat memberi kemampuan kepada sel dalam fungsi anabolik dan protektif. Secara anabolik berfungsi dalam sintesis
kolestrol, hormone hormone steroid dan asam asam empedu. Dalam reaksi reaksi
kimianya RE sering bekerja sama dengan mitokondria.
Secara protektif, dapat mengubah bahan-bahan yang
bersifat toksik baik materi endogen atau eksogen menjadi lebih hidrofil
sehingga mudah larut dalam air yang siap untuk diekresikan. Diantara materi
materi tersebut ialah obat obatan, insketisida, anastetik, bahan bahan yang
berasal dari minyak bumi dan karsinogen. Reaksi kimianya berupa hidroksilasi
aromatic, alifatik, N-Dealkilasi, O-Dealkilasi, deaminasi, sulfosidasi dan
N-oksidasi. Dengan demikian retikulum endoplasma
berperan dalam mendetoksifikasi berbagai
bahan-bahan toksik yang terdapat di dalam sel.
B.
Ribosom
Dalam pengamatan pada sitoplasma dapat dilihat
adanya granula-granula yang banyak sekali dalam sitoplasma yang mempunyai sifat
mengikat zat warna basis.
Granula
ini mula-mula dinamakan komponen basofil dari sitoplasma atau Chromophil subtance dan kemudian juga
dinamakan granula palade yang sekarang dikenal dengan Ribosom.
Granier melakukan penelitian ini dan mendapatkan
bahwa benda ini mempunyai kaitan erat dengan kegiatan sel sehingga dinamakan
Ergastoplasma. Ternyata kemudian apa yang diketemukan oleh Granier ini
sebenarnya adalah retikulum endoplasma yang pada dindingnya menempel banyak
sekali ribosom.
Di dalam sitoplasma ribosom terdapat dalam dua bentuk,
yaitu bebas dalam matriks sitoplasma dan terdapat menempel pada dinding/membran
retikulum endoplasma. Ribosom yang berada bebas di sitoplasma berfungsi untuk
mengadakan sintesis protein yang akan digunakan sendiri oleh sel yang nantinya
akan digunakan untuk pertumbuhan sel dan pembelahan sel. Sedangkan ribosom yang
menempel pada retikulum endoplasma berfungsi untuk mengadakan sintesis protein
yang akan
dikeluarkan dari sel melalui organel yang mempunyai fungsi sekresi. Adakalanya
dalam sitoplasma dijumpai ribosom yang tersusun berderet dengan satu sama lain
dihubungkan oleh semacam benang halus yang dinamakan Poliribosom dan mempunyai
fungsi untuk mengadakn sintesis protein yang lebih kompleks.
Ribosom dibagi menjadi dua subunit, satu lebih besar daripada yang lain.
Mengikat subunit kecil untuk mRNA, sedangkan mengikat subunit yang lebih besar
kepada tRNA dan asam amino. Ketika selesai membaca mRNA ribosom, kedua subunit
terpecah. Ribosom telah diklasifikasikan sebagai ribozim, karena RNA ribosomal
tampaknya paling penting bagi aktivitas transferase peptidil yang menghubungkan
asam amino bersama. Ribosom dari bakteri, archaea dan eukariota (tiga domain
kehidupan di Bumi), memiliki struktur secara signifikan berbeda dan urutan RNA.
Perbedaan-perbedaan dalam struktur memungkinkan beberapa antibiotik untuk
membunuh bakteri oleh ribosom menghambat mereka, sementara meninggalkan ribosom
manusia tidak terpengaruh.
Sebagai contoh, apa yang ditemukan oleh Warmer bahwa
pada pembentukan hemoglobin di dalam
sel eritroblas, ribosom rata-rata
berderet membentuk poliribosom yang masing- masing mengandung 5 butir ribosom.
Hal ini rupanya berguna untuk menggabungkan polipeptid-polipeptid dari beberapa
rantai sehingga terbentuk molekul hemoglobin.
Di atas telah disinggung bahwa fungsi utama ribosom
ialah untuk mengadakan sintesis protein. Dalam melaksanakan tugasnya ini
ribosom dikontrol oleh inti sel yang menghasil RNA yang disebut “mesengger RNA”
atau mRNA dan dibantu oleh “transfer RNA“ atau tRNA yang terdapat dalam
ribosom. Kerja sama dari ketiga macam RNA inilah yang akan menentukan jenis,
struktur dan sifat daru protein yang akan
disintesis. Mesengger RNA mempunyai susuan molekul hampir sama dengan DNA
karena mRNA ini merupakan hasil
“cetakan” molekul DNA atau mRNA merupakan bentuk komplementer molekul DNA yang
dipakai sebagai polanya. Pembentukan molekul mRNA dengan menggunakan molekul
DNA sebagai polanya dinamakan proses transkripsi yaitu untuk memindahkan
informasi yang berupa kode dengan membutuhkan enzim RNA polimerase. mRNA yang
terbentuk ini kemudian meninggalkan inti sel melewati porinya masuk kedalam
sitoplasma
Transfer RNA merupakan kelompok RNA yang terdiri
atas molekul kecil yang seperti halnya mRNA dibuat dalam inti sel dan berfungsi
untuk mengenali mRNA sekaligus mengenali
asam amino yang khusus yang sesuai dengan mRNA. Jadi tRNA ini mempunyai
fungsi mengikat asam amino tertentu dan mengikat mRNA kemudian membawanya ke
ribosom.
Ribosom RNA merupakan RNA terbanyak dalam sebuah sel
dan juga dibuat dalam inti sel dan kemudian menempati tempatnya dalam riosom.
Ribosom sebagai tempat sintesis protein sekaligus merupakan mesin yang mengatur
dan memilih komponen – komponen yang
terlibat dalam sintesis protein. Ribosom pada dasarnya mempunyai dua sub unit
yaitu sub unit besar yang akan mengikat tRNA dan sub unit kecil yang akan
mengikat mRNA.
Pada gambar 6.1 menunjukan sebutir
ribosom dengan sub unit besar dan kecil yang masing-masing berhubung/terikat
dengan tRNA dan dengan mRNA dan juga dengan asam amino dalam proses sintesis
protein. Ribosom yang menempel pada retikulum endoplasma memasukkan hasil
produksinya kedalam retikulum endoplasma. Sintesis protein dalam ribosom ini
akan banyak dibahas dalam bidang ilmu lain yaitu Biokimia.Diatas telah
dikatakan bahwa ribosom mempunyai sifat mengikat zat warna basis tetapi
ternyata pada hasil penelitian dengan menggunakan pewarnaan Hematoxylen Eosin
(H.E) tidak selamanya demikian. Ribosom bebas yang terdapat dalam sel hidup
akan mengikat zat warna basis tetapi pada pewarnaa HE pada sel tumor ribosom
tidak mengikat zat basis. Hal yang sama terjadi pula pada sel-sel yang
pertumbuhannya sangat cepats seperti sel-sel embrio, sel-sel daerah penyembuhan
luka dan termasuk juga sel- sel tumor.
a.
Struktur
Ribosom
Ribosom umumnya terdapat di
retikulum endoplasma dan selaput inti, dan sebagian lainnya terdapat bebas di
dalam sitoplasma. Ribosom bertindak sebagai mesin produksi protein dan
akibatnya ribosom sangat melimpah pada sel yang sedang aktif dalam sintesis
protein. Sejumlah protein yang dihasilkan, diangkut ke luar sel. Ribosom eukariot
diproduksi dan dirakit di dalam nukleolus.
Ribosom terbentuk globular dengan diameter sekitar 250 sampai 350 nm. Ribosom tersusun oleh empat jenis RNA ribosom (rRNA) dan
hampir 80 protein yang berbeda. Ribosom merupakan partikel yang padat terdiri
dari ribonukleoprotein. Ribosom ada yang tersebar secara bebas di sitoplasma
dan ada yang melekat pada permukaan external dari membran Retikulum Endoplasma.
Ribosom ini adalah organel yang memungkinkan terjadinya sintesa protein. Struktur
dari ribosom memiliki sifat sebagai berikut :
1. Bentuknya universal, pada potongan
longitudinal berbentuk elips.
2. Pada teknik pewarnaan negatif,
tampak adanya satu alur transversal, tegak lurus pada sumbu, terbagi dalam dua
sub unit yang memiliki dimensi berbeda.
3.
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.
4.
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.
Ribosom mampu menyebarkan maupun
menyerap electron dengan sangat kuat sehingga mikroskop electron dapat
digunakan secara intensif untuk meniliti ribosom lebih dalam, sebenarnya selain dengan mikroskop elektron, ribosom dapat diteliti dengan berbagai cara antara lain dengan
defraksi sinar X, sentrifugasi atau pemusingan, maupun dengan imunositokimia.
Analisis biokimia juga bisa dilakukan untuk mengetahui jumlah dan
mengidentifikasi protein-protein dalam sub unit ribosom.
Ribosom ditemukan baik pada sel
prokariota maupun eukariota. Pada sel
prokariota ribosom terdapat bebas di sitosol. Sedangkan pada sel eukariota
selain terdapat bebas di sitosol juga terdapat di matriks mitokondria, stroma
kloroplas atau menepel pada permukaan membrane retikulum endoplasma kasar. Hasil penelitian secara biokimia menunjukkan bahwa ribosom sel-sel
prokariota memiliki massa molekul yang lebih kecil jika dibandingkan dengan
massa molekul ribosom pada sel eukariota . Hasil ini didapat dengan analisis
sedimentasi.. Selain koefisien Svedberg, laju
pengendapan juga dipengaruhi oleh faktor-faktor lain yaitu berat molekul,
bentuk makromolekul, atau rakitan, makromolekulnya. Beberapa buah ribosom
terkadang berkumpul membentuk lingkaran-lingkaran kecil disebut polisom. Hasil
pengamatan dengan teknik pewarnaan negatif dan pengamatan dengan mikroskop elektron
menghasilkan petunjuk bahwa ribosom terdiri dari dua bagian yang tidak sama
besar.
Ribosom sub unit kecil, tampilannya mirip embrio yaitu seperti memiliki kepala
dan badan yang dihubungkan dengan leher yang pendek. Leher tersebut
dibentuk dengan takikan (sedikit lekukan) pada satu sisi dan lekukan
yang dalam paa sisi yang lain. Badannya berbentuk batang yang membengkak. Pada
subunit kecil terdapat daerah datar pada satu sisi bagian ini menempel pada sub
unit.
b. Ultrasentrifugasi
telah digunakan untuk mengukur ukuran ribosom dan
komponennya.
Awal
proses kemajuan dalam memahami struktur ribosom secara terperinci, tidak datang
dari pengamatan dengan mikroskop elektron tetapi dari analisis komponennya
dengan ultrasentifugasi. Setiap
sub unit dicirikan oleh koefisiensi sedimentasi yang dinyatakan dalam unit
Svedberg (S). Ribosom utuh
memiliki koefisien sedimentasi 80s untuk eukariot dan 70s untuk bacteria, dan
masing-masing dapat dipecah / dibagi dalam komponennya lebih kecil.
·
Masing-masing ribosom meliputi 2
subunit, pada prokariot sub unit ini 60s dan 40s. Pada bakteria adalah 50s dan
30s, dengan catatan koefisien sedimentasi tidak additive karena hal terebut
tergantung pada bentuk seperti halnya masa.
·
Subunit terbesar berisi 3 rRNAs pada eukariot
( 285, 5.85 dan 55 rRNAs ) tapi hanya ada 2 pada bacteria ( 235 dan 53 rRNAs ).
Pada bacteria eukariot sepadan dengan 5.8 rRNA termuat dalam 23 rRNA.
·
Subunit ribosom mengandung rRNA tunggal
pada kedua tipe organisme, masing-masing sebuah 18s rRNA pada eukariot dan sebuah
16s rRNA pada bakteria.
·
Kedua subunit berisi berbagai protein
ribosomal. Dengan angka-angka yang lebih detail ada pada gbr. 11.10. protein
ribosom yang kecil disebut S1, S2 dan seterusnya dan yang besar disebut L1, L2
dan seterusnya. Hanya ada satu dari masing-masing protein tiap ribosom, kecuali
L7, L12 yang ada sebagai dimer.
Gambar
10.11. Komposisi ribosom pada eukariot dan prokariot. Gambar yang lebih
detail menunjukan type ribosom eukariot dan
ribosom E. coli. Variasi diantara perbedaan spesies berhubungan dengan protein
ribosomal.
C.
Proses
Sintesis Protein
Proses sintetis atau pembentukan protein
memerlukan adanya molekul RNA yang merupakan materi genetik dalam kromosom,
serta DNA sebagai pembawa sifat keturunan. Informasi genetik pada double helix
DNA berupa kode-kode sandi atau kode genetik. Kode-kode sandi tersebut nantinya
akan dibawa atau dicetak untuk membentuk RNA. Informasi berupa urutan kode-kode
sandi pada RNA akan dirangkai menjadi asam-asam amino, peptida, polipeptida,
sampai terbentuk protein. Protein-protein yang terbentuk akan menyusun sebagian
besar komponen dalam tubuh. Contoh protein sebagai komponen penyusun tubuh
adalah miosin, aktin, keratin, kolagen, hemoglobin, dan insulin. Variasi dari
20 asam amino yang ada, dapat membentuk protein yang beda-beda. Oleh karena itu
setiap individu akan mempunyai bermacam-macam protein yang berbeda pula satu
sama lain. Setiap komponen yang berbeda tentunya akan menghasilkan sifat pada
individu.
Gambaran proses sintesis secara umum
a.
Tahap
Sintesis Protein
pada tahun 1950, Paul Zamecnik melakukan
percobaan untuk mengetahui tahapan dan tempat terjadinya sintesis protein. Paul
menginjeksikan asam amino radio aktif ke tubuh tikus dan berhasil menjelaskan
tempat terjadinya sintesis protein yaitu di dalam ribosom. Selanjutnya,
penelitian dilakukan bersama dengan Mahlon dan menyimpulkan bahwa molekul RNA
pemindah (RNAt) berperan dalam sintesis protein.
Tahapan sintesis protein mengikuti
aturan dogma sentral dimana informasi genetik dipindahkan dari DNA ke RNA melalui
tahap transkripsi. Selanjutnya dari RNA ke protein melalui sintesis protein.
Sebelum terjadi sintesis protein, DNA pada struktur Nukleosom akan lepas dari
protein histon oleh bantuan kerja Enzim Polimerase. Mekanisme sintesis protein
terjadi melalui 2 tahap, yakni transkripsi dan translasi.
1.
Transkripsi
Tahap pertama dari sintesis protein adalah
transkripsi. Proses ini berlangsung di dalam inti sel. Transkripsi merupakan
proses sintesis langsung RNA dari DNA. Pada saat inti sel memerintahkan
perlunya sintesis protein, informasi DNA dialihkan melalui RNA pembawa pesan
yang disebut RNA messenger (mRNA). mRNA berisi salinan langsung pasangan basah
dari DNA tahap inilah yang dinamakan transkripsi. Transkrip berarti salinan.
Kode genetik disalin dari DNA untuk dibawa keluar dari nukleus menuju lokasi
pembuatan protein di ribosom yang berada di sitoplasma. Urutan basa nitrogen
yang dibawa keluar Nukleus dalam mRNA ini dinamakan sebagai kodon. Dalam proses
transkripsi, banyak proses enzimatik yang terjadi, seperti pemutusan
ikatan-ikatan hidrogen pada rantai DNA serta pembacaan urutan basa nitrogen dan
prosesnya mirip dengan duplikasi DNA.
Tahap inisiasi transkripsi dimulai dengan
pengenalan daerah gen di DNA oleh enzim RNA polimerase. Daerah ini dinamakan
dengan promoter, yakni tempat dimulainya sintesis pasangan DNA oleh mRNA.
Daerah DNA yang disalin hanyalah satu bagian rantai saja yang dinamakan dengan
sense (daerah template) dan rantai yang lainnya dinamakan rantai antisense.
Pembacaan DNA oleh RNA polimerase ini dimulai dari ujung 3' menuju ujung 5' dan
tidak pernah sebaliknya. RNA polimerase akan membuka ikatan double helix pada
bagian gen yang dikenali dan kemudian akan menyalin urutan basa yang ada pada
DNA sense (template) sehingga terbentuk DNA baru dari arah ujung 5' menuju
ujung 3'. Proses ini dinamakan dengan elongasi.
Proses transkripsi diakhiri jika gen di daerah
rantai template telah selesai dibaca (terdapat kodon stop). DNA memiliki
mekanisme agar RNA polimerase dapat mengenali akhir dari gen dengan kode basa
tertentu, daerah ini dikenal dengan nama terminator. Proses akhir dari
transkripsi ini dinamakan dengan terminasi. Setelah itu, rantai mRNA akan
keluar dari DNA menuju ribosom di sitoplasma.
2.
Translasi
Translasi adalah langkah terakhir dalam sintesis protein dari DNA.
Translasi adalah proses sintesis protein yang disutradarai oleh template mRNA.
Selama proses translasi molekul asam amino dihubungkan bersama dalam bentuk
rantai polipeptida yang kemudian akan dilipat menjadi protein. Ini adalah
proses di mana, ribosom sel membentuk protein. Translasi adalah proses di mana,
messenger RNA yang dihasilkan oleh transkripsi yang menafsirkan untuk
menghasilkan rantai asam amino atau polipeptida yang nantinya akan melipat ke
protein aktif.
Kita dapat
membagi translasi, sintesis rantai polipeptida menjadi tiga tahap : inisiasi,
elongasi dan terminasi.
1.
Inisiasi
Tahap inisiasi dari translasi terjadi dengan adanya mRNA, sebuah tRNA
yang memuat asam amino pertama dari polipeptida, dan dua sub unit ribosom.
Pertama, sub unit ribosom kecil mengikatkan diri pada mRNA dan tRNA inisiator
khusus. Sub unit ribosom kecil melekat pada segmen leader pada ujung
5’(upstream) dari mRNA. Pada arah kebawah tempat pelekatan Ribosom sub unit
kecil pada dari mRNA terdapat kodon inisiasi, AUG yang membawa asam amino
metionin, melekat pada kodon inisiasi.
2.
Elongasi
Pada tahap
elongasi dari translasi, asam amino ditambahkan satu peratu pada asam amino
pertama(metionin)
a.
Pengenalan
kodon : kodon mRNA pada tempat A dari ribosom membentuk ikatan hydrogen dengan
anti kodon molekul tRNA yang baru masuk yang membawa asam amino yang tepat.
b.
Pembentukan
ikatan peptida : molekul rRNA dari subunit ribosom besar, berfungsi sebagai
ribozim, mengkatalis pembentukan ikatan peptida yang menggabungkan polipeptida
memanjang dari tempat P keasam amino yang baru tiba di tempat A. pada tahap ini
polipeptida memisahkan diri dari tRNA tempat perlekatannya semula, dan asam
amino pada ujung karboksilnya berikatan pada asam amino yang dibawa oleh tRNA
ditempat A.
c.
Translokasi
: tRNA ditempat A, sekarang terikat pada
polipeptida yang sedang tumbuh, di translokasikan ketempat P. saat RNA
berpindah tempat, antikodonnya tetap berikatan dengan hydrogen pada kodon mRNA,
mRNA bergerak bersama-sama dengan anti kodon ini dan membawa kodon berikutnya
untuk ditranslasi di tempat A. sementara itu tRNA yang tadinya berada pada
tempat P ke tempat E dan dari tempat ini keluar dari ribosom.
3.
Terminasi
Tahap akhir translasi adalah terminasi. Elongasi berlanjut hingga kodon
stop mencapai tempat A di ribosom. Triplet basa yang istimewa ini yaitu UAA,
UAG, UGA, tidak mengkode suatu asam amino melainkan bertindak sebagai sinyal
untuk menghentikan transasi. Suatu protein yang disebut sebagai faktor pelepas
langsung mengikatkan diri pada kodon stop ditempat A. faktor pelepas ini
menyebabkan penambahan molekul air, bukan asam amino, pada rantai polipeptida.
Reaksi ini menghidrolisis polipeptida yang sudah selesai ini dari tRNA yang
berada ditempat P, melepaskan polipeptida dari ribosom. Sisa-sisa penyusunan
translasi kemudian terpisah-pisah.
Kode Genetik
Kode genetik
adalah urutan basa nukleotida DNA dan RNA, kode ini untuk rantai asam amino.
Tiga basa nukleotida untuk asam amino atau mereka kode untuk inisiasi dan
terminasi sintesis protein. Asam amino dihubungkan bersama untuk membentuk
protein.
Kode genetik
adalah informasi yang dikodekan dengan materi genetik dan diterjemahkan menjadi
protein oleh sel-sel hidup. Decoding ini dilakukan dengan ribosom yang
menghubungkan satu asam amino yang lain menggunakan molekul tRNA. Kode genetik
adalah serupa di antara semua organisme dan dapat dinyatakan dengan 64 jenis.
D.
Hubungan
Retikulum Endoplasma, Ribosom, dan Organel-organel lainnya.
Didalam sitoplasma, terdapat
sejumlah organel-organel berbatas membran seperti mitokondria, lisosom, badan
golgi, mikrobodi dan inti. Retikulum endoplasma bersama-sama dengan sistem
membran yang lain membentuk suatu jalinan di dalam sel yang disebut jaringan
rongga sel (Cytocavity). Jalinan rongga sel tersebut memisahkan sel menjadi dua
kompartemen, yaitu kompartemen sitoplasma dan kompartemen rongga dalam
(intracavity). Dengan satu sisi mengarah ke sitosol dan sisi yang lain
menghadap ke lumen jalinan rongga sel.
Jalinan rongga sel pada umumnya dan
reticulum endoplasma pada khususnya membentuk suatu sistim peradaran didalam
sel dan enzim-enzim disebarkan secara
meluas untuk aktivitas katabolisme dan anabolisme. Dengan adanya jalinan
rongga sel tersebut, maka substrat-substrat yang penting dengan cepat mencapai
bagian dalam sel dengan cara fusi membran dan gerakkan membran. Sehingga
bahan-bahan yang disintesis dan dirakit dibagian dalam sel dapat dengan cepat
diangkut ke permukaan sel. Bila sistem
membran tidak dinamis, maka substrat tidak mampu berdifusi ke enzim-enzimnya
secepat yang diinginkan. Demikian pula bahan-bahan sisa dan bahan pembangun
yang penting tertimbun sehingga mencapai konsentrasi yang tidak berguna.
BAB
III
PENUTUP
A.
Simpulan
Berdasarkan pembahasan di atas maka
dapat ditarik simpulan sebagai berikut :
1.
Retikulum berasal dari kata reticular yang berati anyaman
benang atau jala. Karena letaknya
memusat pada bagian dalam sitoplasma (endoplasma) dan karena strukturnya
sebagian anyaman dan untuk sebagian besar terdapat dalam endoplasma. Retikulum
Endoplasma (RE) adalah organel yang dapat ditemukan pada semua sel eukariotik
baik sel hewan atau pun sel tumbuhan. Retikulum
endoplasma ini mepunyai bentuk yang berbeda-beda dan pada dasarnya dibedakan
menjadi 3 macam jenis yaitu: Sisterna, tubuler, vesikuler.
2.
Ribosom adalah komponen sel yang mampu melakukan
sintesis protein. Ribosom umumnya menempel di retikulum endoplasma dan sebagian
lainnya terdapat bebas dalam sitoplasma. Ribosom dibagi menjadi dua subunit,
satu lebih besar daripada yang lain. Mengikat subunit kecil untuk mRNA,
sedangkan mengikat subunit yang lebih besar kepada tRNA dan asam amino.
3. Proses
sintetis atau pembentukan protein memerlukan adanya molekul RNA yang merupakan
materi genetik dalam kromosom, serta DNA sebagai pembawa sifat keturunan.
Tahapan sintesis protein terdari Transkripsi dan Translasi.
4.
Didalam sitoplasma, terdapat sejumlah organel-organel
berbatas membran seperti mitokondria, lisosom, badan golgi, mikrobodi dan inti.
Retikulum endoplasma bersama-sama dengan sistem membran yang lain membentuk
suatu jalinan di dalam sel yang disebut jaringan rongga sel (Cytocavity).
Jalinan rongga sel tersebut memisahkan sel menjadi dua kompartemen, yaitu
kompartemen sitoplasma dan kompartemen rongga dalam (intracavity). Dengan satu
sisi mengarah ke sitosol dan sisi yang lain menghadap ke lumen jalinan rongga
sel.
DAFTAR PUSTAKA
Juwono, Achmad Zulfa Juniarto. 2012. Biologi Sel. Buku kedokteran EGC.
Jakarta
Fatchiyah,dkk.
2011. Biologi Molekular. Erlangga.
Jakarta
Yunita,
Oeke. 2013. Harmonisasi Organel dalam Sel.
Surabaya : PT Revka Petra Media
Winatasasmita,Djamhur. 1994. Biologi Sel.
Universitas Terbuka Press. Jakarta
MAKALAH INI DISUSUN DENGAN KETERBATASAN DALAM HAL KERAPIAN, JIKA INGIN MENYALIN, SILAHKAN DISUSUN KEMBALI.
Dibawah ini saya sediakan Link untuk Presentasinya
Tidak ada komentar:
Posting Komentar