MAKALAH
METABOLISMEOleh:
Kelompok 9
Dhina Puspitaningrum (141710101016)
Yogi Dwi Anggoro P (141710101049)
Syafrizal Fendiansyah (141710101028)
Rizka Dwi Khairunnisa (141710101103)
TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS JEMBER
TAHUN 2014
METABOLISME
Metabolisme adalah proses sintesis dan pemecahan senyawa menjadi
lebih sederhana dengan bantuan enzim dan akan menghasilkan
energi.
Adapun 2 macam proses metabolisme adalah sebagai berikut:
1. Katabolisme
Katabolisme adalah proses penguraian senyawa kompleks menjadi
senyawa-senyawa yang lebih sederhana. Contohya adalah respirasi
sel.
2. Anabolisme
Anabolisme adalah proses penyusunan senyawa kompleks dari
senyawa-senyawa yang lebih sederhana. Contohnya adalah fotosintesis
dan kemosintesis.
Dalam proses metabolisme yang berperan penting adalah enzim.
Enzim berperan sebagai biokatalisator yang artinya enzim dapat
mempercepat proses metabolisme tanpa mengubah struktur kimianya.
Enzim juga tidak ikut bereaksi sehingga tidak mempengaruhi hasil
akhir suatu reaksi.
Adapun macam-macam metabolisme zat-zat makanan adalah sebagai
berikut:1. Metabolisme karbohidrat
Metabolisme karbohidrat adalah proses sintesis dan pemecaha
karbohidrat menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan
enzim dan akan menghasilkan energi. Dalam metabolisme karbohidrat
ada 6 proses yaitu sebagai berikut:
a. Glikolisis
Glikolisis adalah proses penguraian karbohidrat (glukosa )
menjadi asam piruvat. Gllikolisis merupakan proses katabolisme.
Proses glikolisis adalah sebagai berikut:
Glukosa masuk lintasan glikolisis melalui fosforilasi menjadi
glukosa-6 fosfat dengan memerlukan ATP dan dikatalisir oleh enzim
heksokinase. Selanjutnya Glukosa 6-fosfat diubah menjadi Fruktosa
6-fosfat dengan bantuan enzim fosfoheksosa isomerase. Kemudian
Fruktosa 6-fosfat diubah menjadi Fruktosa 1,6-bifosfat dengan
bantuan enzim fosfofruktokinase. Fruktosa 1,6-bifosfat dipecah
menjadi 2 senyawa triosa fosfat yaitu gliserahdehid 3-fosfat dan
dihidroksi aseton fosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim
aldolase (fruktosa 1,6-bifosfat aldolase). Gliseraldehid 3-fosfat
dapat berubah menjadi dihidroksi aseton fosfat dan sebaliknya
dengan bantuan enzim fosfotriosa isomerase. Gliseraldehid 3-fosfat
dan dihidroksi aseton fosfat dioksidasi menjadi
1,3-bifosfogliserat, dengan aktivitas enzim fosfotriosa isomerase.
Energi yang dihasilkan dalam proses oksidasi disimpan melalui
pembentukan ikatan sulfur berenergi tinggi. Fosfat berenergi tinggi
ini ditangkap menjadi ATP dalam reaksi lebih lanjut dengan ADP,
yang dikatalisir oleh enzim fosfogliserat kinase. Senyawa sisa yang
dihasilkan adalah 3-fosfogliserat. 3-fosfogliserat diubah menjadi
2-fosfogliserat dengan dikatalisir oleh enzim fosfogliserat mutase.
2-fosfogliserat diubah menjadi fosfoenol piruvat (PEP) dengan
bantuan enzim enolase. PEP dipindahkan pada ADP oleh enzim piruvat
kinase sehingga menghasilkan ATP. Enol piruvat yang terbentuk dalam
reaksi ini mengalami konversi spontan sehingga menjadi asam
piruvat.b. Glikogenesis
Glikogenesis merupakan proses anabolisme. Glikogenesis adalah
proses perubahan glukosa menjadi glikogen. Berikut ini adalah
proses glikolisis:
Tahap pertama adalah pembentukan glukosa-6-fosfat dari glukosa,
dengan bantuan enzim glukokinase dan mendapat tambahan energi dari
ATP dan fosfat. Glukosa-6-fosfat dengan enzim glukomutase menjadi
glukosa-1-fosfat. Glukosa-1-fosfat bereaksi dengan UTP (Uridin Tri
Phospat) dikatalisis oleh uridil transferase menghasilkan uridin
difosfat glukosa (UDP-glukosa) dan pirofosfat (PPi). Tahap terakhir
terjadi kondensasi antara UDP-glukosa dengan glukosa nomor satu
dalam rantai glikogen primer menghasilkan rantai glikogen baru
dengan tambahan satu unit glukosa. Glukosa 6-fosfat dan glukosa
1-fosfat merupakan senyawa antara dalam proses glikogenesis atau
pembentukan glikogen dari glukosa.c. Glikogenolisis
Glikogenolisis merupakan proses katabolisme. Glikogenolisis
adalah proses pemecaha glikogen menjadi glukosa sebagai energi.
Berikut ini adalah proses glikogenolisis:
Proses glikogenolisis juga melibatkan senyawa glukosa 6-fosfat
dan glukosa 1- fosfat tetapi dengan jalur yang berbeda. Senyawa
antara UDP-glukosa (Glukosa Uridin Difosfat) terjadi pada jalur
pembentukan tetapi tidak pada jalur penguraian glikogen. Demikian
pula enzim yang berperan dalam kedua jalur tersebut juga berbeda.
Gugus fosfat dan energi yang diperlukan dalam reaksi pembentukan
glukosa 6-fosfat dari glukosa diberikan oleh ATP yang berperan
adalah enzim glukokinase. Selanjutnya, dengan fosfoglukomutase,
glukosa 6-fosfat mengalami reaksi isomerasi menjadi glukosa
1-fosfat. Glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin tri fosfat (UTP)
dikatalis oleh glukosa 1-fosfat uridil transferase menghasilkan
uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa)dan pirofosfat (PPi). Dalam
hal ini UDP-glukosa bereaksi dengan fruktosa 6-fosfat, dikatalis
oleh sukrosa fosfat sintase, membentuk sukrosa 6-fosfat yang
kemudian dengan enzim sukrosa fosfatase dihidrolisis menjadi
sukrosa.d. Glukoneogenesis
Glukoneogenesis merupakan proses anabolisme. Glukoneogenesis
adalah proses pembentukan glukosa dari senyawa-senyawa non
karbohidrat, bisa dari lipid maupun protein. Berikut ini adalah
proses glukoneogenesis:e. Siklus krabs
Siklus Krebs adalah reaksi antara asetil ko-A dengan asam
oksaloasetat, yang kemudian membentuk asam sitrat. Siklus Krebs
disebut juga dengan siklus asam sitrat. Berikut ini adalah proses
dari siklus krebs:
f. Jalur pentosa fosfat
Jalur pentosa fosfat merupakan jalur respirasi yang menghasilkan
NADPH dan pentosa.Terdapat dua fase yang berbeda, namun keduanya
berada dalam jalur yang sama. Fase tersebut adalah sebagai
berikut:
a) Fase Oksidatif
Dimulai dari Pengubahan Glukosa-6-fosfat menjadi
Ribulosa-5-fosfat diikuti dengan pembentukan 2 molekul NADPH
Dalam pembentukan pentosa fosfat terdiri dari tiga reaksi:
a. Reaksi pertama, Glukosa-6-fosfo dehidrogenase (G-6-PD)
mengkatalis oksidasi Glukosa-6-fosfat
b. Molekul kedua dari NADPH selama dekarboksilasi oksidatif dari
6-fosfoglukonat menghasilkan Ribulosa-5-fosfat
6-Fosfoglukonat dan NADPH merupakan produk reaksi ini
.
b) Fase non oksidatif
Pada fase non oksidatif jalur pentosa fosfat, ribulosa 6 fosfat
diubah menjadi ribosa 5 fosfat dan zat antara jalur glikolitik.
Ribosa 5 fosfat menghasilkan gula untuk sintesis nukleotida. Bagian
dari jalur ini bersifat reversibel, oleh karena itu ribosa 5 fosfat
juga dapat dibentuk dari zat antara glikolisis. Salah satu enzim
yang berperan dalam interkonversi gula-gula ini transketolase dan
menggunakan tiamin pirofosfat sebagai koenzim. Glukosa 6 fosfat
adalah substrat untuk jalur pentosa fosfat dan glikolisis.
2. Metabolisme Lipid
Metabolisme lipida yaitu pembentukan asam lemak dari asetil-KoA
atau penguraian asam lemak menjadi asetil-KoA dengan bantuan
beberapa enzim dan pada saat pembentukan membutuhkan ATP sedangkan
saat penguraian menghasilkan ATP. Metabolisme lipid yaitu:Oksidasi
Asam LemakOksidasi asam lemak (beta oksidasi) yaitu pemecahan asam
lemak menjadi asetil Ko-A yang berlangsung di dalam mitokondria
kemudian hasilnya dibawa menuju siklus kreb. Disebut beta oksidasi
karena terjadi pemecahan asam lemak menjadi fraksi-fraksi senyawa
beratom C dua buah secara berurutan berlangsung melalui oksidasi
atom C beta.Tahapan oksidasi asam lemak yaitu:
1) Aktivasi asam lemak
Ada tiga jenis enzim yang mengaktifkan asam lemak, yaitu
Asil-KoA sintease, Asetil-KoA sintetase medium dan asil-KoA
sintease panjang. Enzim-enzim tersebut bekerja berdasarkan panjang
pendeknya rantai atom C asam lemak. Aktivasi asam lemak membutuhkan
ATP dan enzim pengaktif yaitu asil Ko-A sintease yang menghasilkan
asil Ko-A. ATP yang digunakan akan dihidrolisis menjadi AMP dan PP
(pirofosfat). Senyawa pirofosfat tersebut adalah anhidrida yang
mudah memecah menjadi 2 gugus fosfat. Pemecahannya dibantu oleh
enzim pirofosfatase.
2) Transfer gugus asil ke karnitin
Transfer asil Ko-A membutuhkan enzim karnitin asil-transferase
dan menghasilkan senyawa ester O-asil-karnitin yang dapat menembus
dinding mitokondria masuk ke dalam matriks.3) Dehidrogenasi
pertama
Asam lemak aktif dikatalis oleh enzim asil-KoA dehidrogenase dan
dibantu oleh FAD yang mengambil hidrogen yang terikat pada atom C
dan C sehingga terbentuk ikatan ganda yaitu trans-enoil-KoA.
Terjadi proses oksidasi dimana FAD dioksidasi menjadi FADH2
4) Hidrasi
Trans-enoil-KoA diubah oleh enzim enoil-KoA menjadi
3-hidroksi-asil-KoA. Hasil hidrasi asil-KoA dengan ikatan ganda
trans maka hasilnya adalah bentuk L.
5) Dehidrogenasi kedua
3-hidroksi-asil-KoA dibantu oleh NAD+ menghasilkan
3-keto-asil-KoA
6) Tiolisis
3-keto-asil-KoA dipecah oleh enzim asetil-KoA-asetil-transferase
menjadi asetil-KoA dan asil-KoA kemudian asetil-KoA dioksidasi
melalui LAT dan asil-KoA. Senyawa itu kemudian dioksidasi lagi
sehingga terpotong menjadi fragmen 2C sebagai asetil-KoA dan sebuah
sisa dan seterusnya.
c) Sintesa Asam Lemak
Sintesa asam lemak yaitu pembentukan asam lemak dari asetil-KoA
yang berlangsung di sitosol. Tahapannya dimulai dari pembentukan
malonil-KoA dari asetil-KoA dibantu dengan asetil-KoA karboksilase
dan membutuhkan biotin, CO2 dan ATP. Transfer gugus asil ke
kompleks enzim yaitu asetil-KoA dikait oleh ACP yang dipindah ke
enzim -ketoasil-ACP sintase dan dibantu oleh ACP-asiltransferase.
Malonil-KoA dikait oleh ACP dengan bantuan ACP-malonil transferase
diubah menjadi malonil-S-ACP. Kemudian terjadi reaksi kondensasi
yaitu saat asetil-S-sintase dan malonil-S-ACP berada pada kompleks
enzim yaitu dikatalisa oleh -ketoasil-ACP sintase menjadi
asetoasetil-S-ACP dan dibebaskan CO2 yang berasal dari HCO3-
sehingga CO2 bertindak sebagai katalisator. Selanjutnya tejadi
reduksi pertama yaitu asetoasetil yang masih terikat pada kait
4-fosfopantetein menjadi -hidroksibutiril-S-ACP dan NADP dibantu
enzim -ketoasil reduktase. Hasil senyawa tersebut kemudian
didehidrasi menjadi krotonil-S-ACP dan air oleh enzim enoil-ACP.
Pada reduksi kedua, krotonil-S-ACP direduksi menjadi butiril-S-ACP
oleh enzim enoil-ACP. Senyawa yang masih terikat pada kompleks
4fosfopantetein dipindahkan ke enzim sintase sehingga ACP bebas dan
dapat mengkait maionil-KoA berikutnya dan direaksikan dengan
butiril-S-sintase. Sehingga terjadi sintesa yang kedua dan
seterusnya sehingga tercapai panjang asam lemak tertentu.
d) Sintesa Kolesterol
Sintesa kolesterol yaitu pembentukan kolesterol dari tiga
molekul asetil-KoA dengan bantuan enzim-enzim dan membutuhkan gugus
fosfat dari ATP sebagai gugus pengaktif molekul antara. Tahap
pembentukannya dibagi menjadi 3 yaitu:
1. Pembentukan asam mevalonat dari asetat
2. Pembentukan skualin dari asam mevalonat
3. Pembentukan kolesterol dari skualin
Tiga molekul asetil-KoA berkondensasi melalui pembentukan
-hidroksi--metil-glotaril-KoA (HMG-KoA) membentuk asam mevalonat.
Pada tahap reaksinya dikatalis oleh enzim HMG-KoA sintease dan
HMG-KoA reduktase dan dalam masing-masing tahapannya dilepaskan
satu molekul KoA (CoASH) bebas. Pada proses reduksi oleh enzim
MHG-ScoA reduktase dipakai NADPH sebagai koenzim. Kemudian
mevalonat yang dihasilkan akan difosforilasi dengan ATP dan secara
berturut-turut menghasilkan 5-fosfomevalonat, asam
5-pirofosfomevalonat, asam 3-isopentenil pirofosfat (IPP) dan asam
3,3-dimetil pirofosfat (DPP). Dalam pembentukannya digunakan
katalisator secara berturut-turut yaitu enzim mevalonat kinase,
fosfomevalonat kinase, pirofosfomevalonat dekarboksilase, dan
isopentenil pirofosfat isomerase. Satu molekul IPP berkondensasi
dengan satu DPP menghasilkan geranil pirofosfat (GPP) dan
melepaskan molekul pirofosfat (PPi) serta dikatalis oleh enzim
dimetilalil transferase. Satu molekul IPP bereaksi dengan GPP
dikatalis oleh enzim yang sama menghasilkan farnesil pirofosfat
(FPP). Dua molekul FPP berkondensasi mnghasilkan preskualin
pirofosfat melepaskan satu molekul PPi serta dikatalis oleh enzim
preskualin sintase hasil dari kondensasi tersebut direduksi oleh
enzim skualin sintase dan NADPH dan menghasilkan skualin sertaa
melepaskan satu molekul PPi. Skualin bereaksi dengan molekul
oksigen menghasilkan skualin-2,3-epoksida dan dikatalis oleh
skualin monooksigenase. Lalu hasilnya tadi mengalami siklisasi dan
dikatalis oleh enzim skualin epoksida lanosterol-siklase
menghasilkan lanosterol. Kemudian lanosterol diubah menjadi
kolesterol dengan pelepasan tiga gugus metil, reduksi ikatan
rangkap dari rantai samping kolesterol dan perpindahan ikatan
rangkap dari posisi -8,9 ke posisi 5,6 dalam cincin B. Pembentukan
kolesterol bisa berlangsung melalui jalur pembentukan desmosterol
atau melalui 7-dehidroksikolesterol.3. Metabolisme Protein
Protein adalah suatu senyawa organik yang mempunyai ikatan
peptida dan berasal dari monomer asam amino. Protein merupakan
salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan
polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup.
Asam amino adalah asam karboksilat yang mempunyai gugus amino.
Asam amino terbagi atas 2 macam,yaitu :a. Asam amino essensial
adalah asam amino yang tidak dapat di sintesis oleh tubuh dan
berasal dari makanan yang kita makan. Contohnya : Histidin,
Isoleusin, Leusin, Lysin, Metionin, Fenilalanin, Treonin,
Triftofan, Valin.b. Asam amino non Essensial adalah asam amino yang
dapat disintesis oleh tubuh dan yang berasal dari tubuh. Contohnya
: Alanin, Arginin, Asparagin, Asam aspartat, Cysteine, Asam
glutamat, Glutamine, Glycine, Proline, Serine, Tyrosine,
Hydroxylysine, Hydroxyproline.Asam amino mempunyai 3 peranan dalam
metabolisme, yaitu : berperan sebagai substrat untuk sistesis
protein, menyediakan nitrogen untuk sintesis senyawa yang
mengandung nitrogen lainnya, dan dikatabolisme sebagai
energi.Matabolisme adalah segala proses kimia yang terjadi di dalam
tubuh makhluk hidup. Proses
metabolisme terbagi menjadi dua,yaitu :
a. Anabolisme adalah proses sintesis molekul kimia kecil menjadi
besar yang membutuhkan energi (ATP).b. Katabolisme adalah proses
penguraian molekul besar menjadi molekul kecil yang melepaskan
energi (ATP).3.1 Katabolisme asam aminoProses katabolisme asam
amino terjadi ketika makanan yang kita makan kebutuhannya melampaui
kebutuhan untuk proses sintesis protein dan lintasan anabolik
lainnya. Sehingga akan digunakan untuk proses katabolisme untuk
pembentukan energi (ATP) dan diubah menjadi subtrat untuk sintesis
asam lemak. Satu perempat asam amino yang dilepaskan pada proses
ini dikatabolisme, bersama-sama dengan kelebihan asam amino dalam
makanan dan sisanya akan mengalami repolimerisasi menjadi
protein.
Asam-asam amino tidak dapat disimpan oleh tubuh. Jika jumlah
asam amino berlebihan atau terjadi kekurangan sumber energi lain
(karbohidrat dan protein), tubuh akan menggunakan asam amino
sebagai sumber energi. Tidak seperti karbohidrat dan lipid, asam
amino memerlukan pelepasan gugus amin. Gugus amin ini kemudian
dibuang karena bersifat toksik bagi tubuh. Ada 2 tahap pelepasan
atau pemecahan gugus amin dari asam amino, yaitu:
a. Transaminasi
Transaminasi ialah proses katabolisme asam amino yang melibatkan
pemindahan gugus amino dari satu asam amino kepada asam amino lain.
Dalam reaksi transaminasi ini gugus amino dari suatu asam amino
dipindahkan kepada salah satu dari tiga senyawa keto, yaitu asam
piruvat, a ketoglutarat atau oksaloasetat, sehingga senyawa keto
ini diubah menjadi asam amino, sedangkan asam amino semula diubah
menjadi asam keto. Dalam transaminasi ada dua enzim yang berperan
penting sebagai katialis,yaitu Alanin transaminase merupakan enzim
yang mempunyai kekhasan terhadap asam piruvat-alanin dan Alanin
transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap asam
piruvat-alanin.
Reaksi transaminasi ini terjadi didalam mitokondria maupun dalam
cairan sitoplasma. Semua enzim transaminase tersebut dibantu oleh
piridoksalfosfat sebagai koenzim. Reaksi transaminasi bersifat
reversible. Pada reaksi ini tidak ada gugus amino yang hilang,
karena gugus amino yang dilepaskan oleh asam amino diterima oleh
asam keto. Reaksi transaminasi ini bersifat reversible (tidak dapat
balik). Pada reaksi ini tidak ada gugus amino yang hilang, karena
gugus amino yang dilepaskan oleh asam amino diterima oleh asam
keto.Berikut adalah contoh reaksi transaminasi. Perhatikan alanin
mengalami transaminasi menjadi glutamat. Pada reaksi ini dibutuhkan
enzim alanin aminotransferase.
b. Deaminasi Oksidatif
Deaminasi adalah suatu reaksi kimiawi pada metabolisme yang
melepaskan gugus amina dari molekul senyawa asam amino. Gugus amina
yang terlepas akan terkonversi menjadi amonia. Asam amino dengan
reaksi transaminasi dapat diubah menjadi asam glutamat.Asam
glutamat + NAD+
a ketoglutarat + NH4+ + NADH + H+Dalam proses ini asam glutamat
melepaskan gugus amino dalam bentuk NH4+. Selain NAD+ glutamat
dehidrogenase dapat pula menggunakan NADP+ sebagai aseptor
elektron. Oleh karena asam glutamat merupakan hasil akhir proses
transaminasi, maka glutamat dehidrogenase merupakan enzim yang
penting dalam metabolisme asam amino.Proses deaminasi asam amino
dapat terjadi secara Oksidatif contoh asam glutamat. Reaksi
degradasi asam gkutamat dikatalisis oleh enzim L-glutamat
dehidrogenase yang dibantu oleh NAD dan NADP. Berikut adalah contoh
reaksi deaminasi oksidatif. Perhatikan glutamat mengalami deaminasi
menghasilkan amonium (NH4+). Selanjutnya ion amonium masuk ke dalam
siklus urea.
Setelah mengalami pelepasan gugus amin, asam-asam amino dapat
memasuki siklus asam sitrat melalui jalur yang beraneka ragam untuk
menghasilkan energi.
Gugus-gugus amin dilepaskan menjadi ion amonium (NH4+) yang
selanjutnya masuk ke dalam siklus urea di hati. Dalam siklus ini
dihasilkan urea yang selanjutnya dibuang melalui ginjal berupa
urin. Proses yang terjadi di dalam siklus urea digambarkan terdiri
atas beberapa tahap yaitu:
1. Dengan peran enzim karbamoil fosfat sintase I, ion amonium
bereaksi dengan CO2 menghasilkan karbamoil fosfat. Dalam raksi ini
diperlukan energi dari ATP
2. Dengan peran enzim ornitin transkarbamoilase, karbamoil
fosfat bereaksi dengan L-ornitin menghasilkan L-sitrulin dan gugus
fosfat dilepaskan
3. Dengan peran enzim argininosuksinat sintase, L-sitrulin
bereaksi dengan L-aspartat menghasilkan L-argininosuksinat. Reaksi
ini membutuhkan energi dari ATP
4. Dengan peran enzim argininosuksinat liase, L-argininosuksinat
dipecah menjadi fumarat dan L-arginin
5. Dengan peran enzim arginase, penambahan H2O terhadap
L-arginin akan menghasilkan L-ornitin dan urea.
Deaminasi dan Transaminasi juga merupakan proses perubahan
protein menjadi zat yang dapat masuk kedalam siklus krebs. Zat-zat
hasil deaminasi atau transaminasi yang dapat masuk kedalam siklus
krebs adalah alfa ketoglutarat, suksinil ko-A, furmarat,
oksaloasetat,dan sitrat.Berikut ini adalah rangka karbon asam amino
dikatabolisme menjadi piruvat, asetil Ko-A, dan zat antara siklus
asam sitrat.
3.2 Anabolisme Asam amino
Proses anabolisme atau sintesis protein secara garis besar
dibagi dalam tiga tahap yaitu, tahap pemrakarsaan (initiation),
tahan pemanjangan (elongation), dan tahap penghentian
(termination).a. Tahap InitiationTahap ini merupakan tahap
interaksi antara ribosom subunit besar dan subunit kecil. Inisiator
aminosil tRNA hanya dapat berikatan dengan kodon AUG yang disebut
juga kodon pemrakarsa, karena AUG adalah kode untuk asam amino
metionin. Metionin ini akan digandeng oleh inisiator aminoasil
tRNA, shingga tRNA ini sering disebut dengan Met-tRNA. Tahap
inisiasi diawai dengan pemisahan ribosom sub unit besar dengan
ribosom sub unit kecil. Langkah kedua adalah Met-tRNA berinteraksi
dengan GTP. Langkah ketiga kombinasi Met-tRNA dan GTP akan
bergabung dengan ribosom su-unit kecil. Dan ini akan mengakibatkan
langkah selanjutnya. Pada langkah keempat ribosom subunit kecil
akan siap bergabung dengan mRNA dalam satu reaksi kompleks yang
melibatkan hidrolisis ATP. Pada langkah ke lima terjadi penyatuan
ribosom sub unit kecil dan ribosom subunit besar yang disertai
dengan hidrolisis GTP menjadi GDP. Tahap ini diakhiri dengan
gabungnya antara ribosom dengn mRNA dan Met-tRNA.b. Tahap
Pemanjangan (Elongasi)Setelah terbentuk pemrakarsaan (initiating
complex), maka ribosom subunit besar akan menempel pada ribosom sub
unit kecil.dengan diahului oleh hidrolisis terhadap molekul GTP,
sehingga dihasilkan dua tempat yang terpisah pada ribosom sub unti
besar yaitu sisi P (Pepetidil) dan sisi A (aminoasil). Pada proses
elongasi ribosom akan bergerak sepanjang mRNA untuk menerjemahkan
pesan yang dibawa oleh mRNA dengan arah gerakan dari 5 ke 3.Langkah
pertama dari proses elongasi adalah reaksi pengikatan aminoasil
tRNA (AA2) dengan GTP. Pada langkah sealnjutnya yaitu terjadi
ikatan pada kompleks tersebut pada ribosom sisi A. Pada langkah
ketiga GTP dihidrolisis, Met RNA terdapat pada sisi P dan
aminoasil-tRNA (AA2) pada sisi A siap untuk membentuk rantai
peptide pertama. Pada langkah keempat metionin yang digandeng oleh
tRNA inisiator pada sisi P mulai terikat asam amino yang dibawa
oleh tRNA pada sisi A dengan ikatan peptide yang membentuk
dipeptida. Sehingga sisi P ribosom menjadi kosong, reaksi ini
dikatalis oleh peptidil transferse yang dihasilkan oleh ribosom sub
unit besar. Pada langkah terakhir ribososm bergerak sepanjang mRNA
menuju ke 3 sehingga dipeptida yang sudah terbentuk dari sisi A aka
berganti menempati sisi P, sehingga sisi A menjadi kosong. Dan pada
sisi A akan terbuka kodon dan akan dimasuki tRNA. Setelah kedua
tempat di ribosom terisi oleh tRNA yang menggandeng asm amino
masing-masing, asam amio akan sangat berdekatan, dan akibatnya akan
terjadi ikatan peptide diantara keduanya.
c. Tahap Penghentian (terminasi)Pada tahap ini dikenal dengan
tahap penghentian, Jadi tahap ini penejemahan kan berhenti apabila
kodon penghenti (UAA, UAG, atau UGA) masuk ke sisi A. Hal ini akan
terjadi jika tidak ada staupun tRNA yang memiliki anti kodon yang
dapat berpasangan dengn kodon-kodon penghenti. Setelah itu sebgai
pengganti tRNA, masuklah factor pembebas atau RF (Release Faktor)
ke sisi A. Faktor ini bersama-sama dengan molekul GTP, melepaskan
rantai polipepetida yang telai usai dibentuk oleh tRNA. Setelah itu
RIbosom kembali terpisah menjadi unti besar dan unit kecil serta
kembali ke sitosol untuk kemudian akan berfungsi lagi sebagia
penerjemah (Marianti, 2007).4. Metabolisme Asam Nukleat
Metabolisme asam nukleat merupakan reaksi pembongkaran asam
nukleat kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan
menggunakan bantuan enzim. Metabolisme asam nukleat terdiri dari 4
tahapan, yaitu metabolisme nukleotida, nukleosida, purin, dan
pirimidina. Metabolisme asam nukleat menjadi nukleotida
Pada jaringan tubuh terdapat asam nukleat sebagai nukleoprotein.
Nukleoprotein dalam percernaan kemudian dipecah menjadi
molekul-molekul yang lebih kecil yaitu asam nukleat dan protein.
Kemudian asam nukleat dan protein akan terpisah untuk menjalankan
metabolisme masing-masing. Setelah itu, asam nukleat yang tersusun
atas monomer-monomer berupa nukleotida dipecah sehingga
menghasilkan nukleotida. b. Metabolisme nukleotida menjadi
nukleosida
Nukleosida hampir sama dengan nukleotida, namun struktur
penyusun nukleosida tanpa adanya gugus fosfat. Sehingga struktur
penyusun nukleosida hanya basa nitrogen dan gula
ribosa/deoksiribosa.
Tahap penguraian nukleotida menjadi nukleosida adalah sebagai
berikut.
Didalam usus halus terjadi pemutusan ikatan fosfodiester oleh
endonuklease yang ada didalam pankreas sehingga menghasilkan
oligonukleotida.
Oligonukleotida dipecah oleh fosfodiesterase sehingga
menghasilkan monofosfat.
Kemudian dipecah lebih lanjut lagi oleh nukleotidase sehinngga
menghasilkan nukelosida dan orthophosphat. Dan nukleosida yang
terbentuk berupa sitidin, uridin, addenosin, dan guanosin.
c. Metabolisme Purin Menjadi Asam Urat
Proses pembentukan asam urat dapat melalui dua jalur. Pertama,
tahap penguraian nukleosida purin menjadi asam urat dimulai dari
proses deaminasi adenosine menajdi inosin , kemudian membelah
membentuk hipoxantin. Hipoxantin dioksidasi membentuk xantin dan
selanjutnya xanti diubah menjadi asam urat. Kedua, tahapan dimulai
dari guanosin. Guanosin diubah menjadi guanine yang selanjutnya
dideaminasi menghasilkan xantin. Langkah selanjutnya, xantin diubah
menjadi asam urat.
d. Metabolisme Pirimidin
Reaksi yang terjadi pada katabolisme pirimidin sebagai
berikut.
Konversi sitidin menjadi uridin oleh enzim sitidin deaminase
Fosforilasi deoksitimidin menjadi timin dan
deoksiribosa-1-fosfat.
Proses transkripsi adalah pembentukan molekul RNA sesuai pesan
yang diberikan oleh DNA.Pada tahap ini informasi genetik diberikan
kepada molekul RNA yang terbentuk selaku peratara dalam sintesis
protein.Proses transkripsi membutuhkan rantaiDNA tunggal sebagai
cetakan, RNA polimerase untuk pemanjangan rantai RNA, keempat
ribonukleosida 5-trifosfat ( ATP, GTP, UTP, dan CTP), serta
berbagai enzim kompleks. Dalam proses initer bentuk berbagai jenis
RNA darigen DNA yang transkripsi.
Tahapan Sintesis DNA:
Pada sintesis DNA seluruh urutan nukleotida DNA digandakan
seperti DNA induk. Pada transkripsi tidak semua DNA ditraksripsi
menjadi RNA, hanya gen atau kolompok gen yang ditranskripsi. Reaksi
polimerisasi RNA berlangsung mengikuti arah ribonukleosida
5-trifosfat keribonukleosida 3-fosfat. Produk yang terbentuk pada
proses ini adalah RNA yang komplemen dengan salah satu rantai DNA
dupleks yang menjadi cetakan. Semua produk RNA nya dalam berbagai
jenis dan beruntai tunggal.
Tahapan proses sintesis RNA :
a. Enzim polimerase mengikat urutan basa spesifik atau urutan
tanda permulaan DNA yaitu rangkaian 10 nukleotida yang kaya
pirimidin. Pengikatan ini menyebabkan terbukanya heliks ganda DNA
dengan panjang tertentu (inisiasi). RNA polimerase pada bakteri
menghasilkan ketiga jenis RNA. Sementara pada selmamalia memerlukan
RNA polimerase berbeda-beda untkmensintesis ketiga jenis RNA.
(elongasi) ikatan fosfodiester antara ribonukleosida trifosfat
danujung 3- fosfat melalui cara seperti DNA polimerase I. Proses
pemanjangan ini disertai dengan hidrolisis pirofosfat untuk
membantu menyediakan gaya pendorong untuk reaksi tersebut. Substrat
reaksi RNA polimerase adalah ATP, GTP, UTP, dan CTP sesuai dengan
komplemennya pada urutan DNA.
b. Komplemen DNA-RNA (hibrid) yang dihasilkan membuka dengan
melepaskan RNA yang terbentuk, diikutihibridisasi ulang rantai DNA
membentuk untai DNA ganda. Pada ujung gen, terdapat urutan
penghenti (terminasi). Yang menyebabkan proses transkripsi
berhenti. Keadaan ini diikutidengan pelepasan RNA polimerase dari
DNA.
c. Tahap akhir dimana terjadi perubahan secara kimia RNA yang
terbentuk. Biasanya setelah prosespembentukan RNA, terjadi proses
lanjutan untuk membuat RNAmenjadi aktif. rRNA dan tRNA dibuat dalam
bentuk prekusor yanglebih panjang, kemudian dimodifikasi dan
dipecah untuk menghasilkan berbagai produk akhir. Demikian juga
mRNA.
DAFTAR PUSTAKA
