Contoh Soal RNA - Pada topik sebelumnya, kalian telah belajar tentang DNA dan kode genetik. Pada topik ini, kalian akan belajar tentang RNA. Apa itu RNA? Adakah perbedaan RNA dan DNA? Lalu, apa peran RNA? Temukan jawabannya dalam topik ini.
Masih ingatkah kalian dengan analogi tangga dan anak tangga untuk DNA? Nah, RNA merupakan hasil terjemahan dari salah satu untai ganda DNA. Untaian yang manakah itu? Ya, untaian sense DNA [3’-5’]. Penerjemahan untai sense DNA menjadi RNA ini disebut dengan transkripsi DNA. RNA [RiboNucleic Acid] merupakan jenis asam nukleat kedua dalam sel, selain DNA. Oleh karena keduanya merupakan asam nukleat, maka komponen dasar pembentuknya pun sama yaitu basa nitrogen, gula pentosa, dan fosfat. Meskipun demikian, terdapat perbedaan diantara keduanya. Untuk lebih jelasnya, cermati karakteristik RNA berikut ini.
1. RNA berupa untai tunggal [single helix].
2. Basa nitrogen penyusun RNA meliputi basa purin [adenin dan guanin] dan pirimidin [urasil dan sitosin]. Basa timin pada DNA digantikan dengan basa urasil [U].
3. Jenis gula pentosanya adalah ribosa.
Perhatikan struktur RNA berikut.
rRNA merupakan RNA yang terdapat dalam sitoplasma, tepatnya pada organel ribosom. rRNA berfungsi sebagai tempat sintesis [pembentukan] protein.
mRNA merupakan RNA terbesar dan terpanjang. mRNA berfungsi sebagai pembawa materi genetik dari DNA. RNA ini merupakan hasil terjemahan langsung dari DNA. Oleh karena itu, mRNA sering disebut juga sebagai kodon.
tRNA merupakan untai RNA terpendek yang berfungsi untuk menerjemahkan urutan kodon yang dibawa oleh mRNA. Oleh karena itu, tRNA biasa disebut antikodon. Penerjemahan dilakukan dengan cara membawa jenis asam amino yang sesuai dengan urutan kodon mRNA. Jika jenis asam amino yang dibawa salah, maka protein yang terbentukpun salah, sehingga terjadilah kelainan genetika.
RNA banyak terdapat di dalam sitoplasma sel, terutama pada ribosom. Jumlahnya berubah-ubah sesuai dengan tingkat kebutuhan protein dalam sel. Meskipun terdapat melimpah di sitoplasma, tetapi pembentukan RNA dari untai DNA hanya terjadi dalam nukleus, baru kemudian di bawa menuju ribosom dan hasil terjemahannya berupa mRNA. Untuk lebih mudahnya, perhatikan gambar berikut.
Dari gambar tersebut dapat kalian lihat, untai sense DNA diterjemahkan membentuk mRNA di dalam nukleus, kemudian dibawa ke ribosom [rRNA]. Sebelum mRNA terbentuk, terdapat satu tahapan pemrosesan RNA. Tahapan ini dimaksudkan untuk menghilangkan komponen yang tidak dibutuhkan. Apa itu? Untai sense DNA yang diterjemahkan mengandung dua macam segmen yaitu intron dan exon. Intron adalah segmen yang tidak mengandung gen sehingga tidak dapat diterjemahkan ke dalam protein, sedangkan exon adalah segmen yang mengandung gen. Segmen intron akan dipotong [splicing], sehingga hanya exon yang akan membentuk mRNA. Adapun tahapan transkripsi DNA, yaitu sebagai berikut.
Penempelan promoter pada titik awal unit transkripsi DNA untuk memulai transkripsi.
Penerjemahan unit transkripsi DNA dari ujung 3’ ke arah ujung 5’.
Berakhirnya penerjemahan unit transkripsi, yang dicirikan dengan promoter mencapai titik terminasi dan terlepas dari untai DNA. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut.
Lalu bagaimana dengan urutan kodon yang terbentuk?
Transkripsi di atas akan terus berlangsung sampai jumlah mRNA yang dibutuhkan oleh sel terpenuhi
S1
Pernyataan yang benar mengenai RNA adalah ....
S2
Jenis gula yang menyusun RNA dikenal sebagai gula ribosa, karena ....
S3
Suatu unit transkripsi DNA memiliki untai antisense 5’ ATGCTCGTCAATACA 3’, sehingga urutan kodon yang terbentuk adalah ....
S4
Enzim yang berperan dalam pembentukan kodon adalah ....
S5
Pembentukan mRNA terjadi di ....
S6
Hasil transkripsi dari unit 3’ GTCAGGTTTACT 5’ adalah ....
S7
Segmen untai DNA yang tidak dapat diterjemahkan ke dalam protein disebut ....
S8
Perhatikan karakteristik berikut.
1. Berupa rantai pendek dan tunggal.
2. Kadarnya dipengaruhi oleh aktivitas sintesis protein.
3. Basa nitrogen terdiri atas adenin, guanin, sitosin dan urasil.
4. Komponen gula penyusunnya adalah deoksiribosa.
Karakteristik RNA ditunjukkan oleh nomor ....
S9
Unit transkripsi DNA yang mencetak mRNA adalah ....
S10
Penempelan promoter di titik awal terjadi pada proses ....
Banyak zat dibutuhkan tubuh agar tetap sehat, salah satunya adalah protein. Protein, atau dalam bahasa Yunani disebut protos [yang paling utama] sendiri merupakan senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain [rantai asam animo] dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan adakalanya sulfur serta fosfor. Perannya? sebagai pondasi suatu bangunan yang bernama tubuh manusia. Karenanya keberadaannya pun menjadi sangat penting. Tapi tentu saja, protein tidak datang begitu saja. Ini perlu dibentuk, dan pembentukan atau sintesis protein berlangsung dengan melibatkan banyak “pihak”, termasuk DNA dan RNA.
Nah, sebelum kita mengenal lebih jauh mengenai kedua hal tersebut [DNA dan RNA], ada baiknya jika kita mengenal arti dari sintesis protein terlebih dahulu.
Sintesis protein sejatinya merupakan proses untuk mengubah asam amino yang terdapat dalam linear menjadi protein dalam tubuh. Disini, peran DNA dan RNA menjadi penting karena memiliki keterlibatan dalam proses. Molekul DNA adalah sumber pengkodean asam nukleat untuk menjadi asam amino yang menyusun protein – tidak terlibat secara langsung dalam proses. Sementara molekul RNA adalah hasil transkripsi dari molekul DNA pada suatu sel. Molekul RNA inilah yang kemudian ditranslasi menjadi asam amino sebagai penyusun protein.
Ada tiga aspek penting dalam mekasnisme sintesis protein, yakni lokasi berlangsungnya sintesis protein pada sel; mekanisme berpindahnya Informasi atau hasil transformasi dari DNA ke tempat terjadinya sintesis protein; dan mekanisme asam amino penyusun protein pada suatu sel berpisah membentuk protein-protein yang spesifik.
Sintesis protein berlangsung di dalam ribosom, salah satu organel yang berukuran kecil dan padat dalam sel [juga nukleus] dengan menghasilkan protein yang non-spesifik atau sesuai dari mRNA yang di translasi. Ribosom sendiri memiliki diameter sekitar 20 nm serta terdiri atas 65% RNA ribosom [rRNA] dan 35% protein ribosom [disebut Ribonukleoprotein atau RNP].
Proses Pembuatan Protein
Pada dasarnya, sel menggunakan informasi genetik [gen] yang terdapat di DNA untuk membuat protein, proses pembuatan protein atau sintesis protein ini dibagi menjadi tiga langkah, yaitu transkripsi, translasi dan pelipatan protein.
1. Transkripsi
Transkripsi merupakan proses pembentukan RNA dari salah satu pita cetakan DNA [DNA sense]. Pada tahap ini, akan menghasilkan 3 jenis RNA, yaitu mRNA, tRNA dan rRNA.
Tahap ini dapat berlangsung di dalam sitoplasma dengan diawali proses pembukaan rantai ganda yang dimiliki oleh DNA dengan bantuan enzim RNA polimerase. Pada tahap ini, ada rantai tunggal yang bertugas sebagai rantai sense, sedangkan rantai lain yang berasal dari pasangan DNA dinamakan rantai anti sense.
Tahap transkripsi sendiri dibagi menjadi 3: tahap inisiasi, elongasi dan terminasi.
Inisiasi
RNA polimerase terikat pada untaian DNA, yang disebut promoter, yang ditemukan didekat awal dari suatu gen. Setiap gen mempunyai promoternya tersendiri. Setelah terikat, RNA polimerase memisahkan untaian ganda DNA, menyediakan template atau cetakan untaian tunggal yang siap untuk ditranskripsi.
Elongasi
Satu untaian DNA, untaian cetakan, bertindak sebagai cetakan untuk digunakan oleh enzim RNA polimerase. Sambil ‘membaca’ cetakan ini, RNA polimerase membentuk molekul RNA keluar dari nukleotida, membuat sebuah rantai yang tumbuh dari 5′ ke 3′. RNA transkripsi membawa informasi yang sama dari untaian DNA non-template [coding].
Terminasi
Urutan ini memberikan sinyal bahwa transkripsi RNA telah selesai. Setelah ditranskripsi, RNA polimerase melepaskan hasil transkripsi RNA.
2. Translasi
Translasi merupakan proses urutan nukleotida dalam mRNA yang diterjemahkan ke dalam urutan asam amino dari rantai polipeptida. Selama proses ini, sel ‘membaca’ informasi pada messenger RNA [mRNA] dan menggunakannya untuk membuat sebuah protein.
Ada setidaknya 20 macam jenis asam amino yang dibutuhkan untuk dapat membentuk protein yang berasal dari terjemahan kodon mRNA. Pada sebuah mRNA, instruksi untuk membuat polipeptida adalah RNA nukleotida [Adenine, Uracil, Cytosine, Guanine] yang dibaca dalam kelompok tiga nukleotida, kelompok tiga ini disebut kodon. Selanjutnya, beberapa dari asam amino tersebut akan menghasilkan rantai polipeptida yang spesifik dan nantinya akan membentuk protein yang spesifik pula.
Proses translasi sendiri terbagi atas 3 tahap:
Tahap awal atau inisiasi
Pada tahap ini ribosom merakit di sekitar mRNA untuk dibaca dan tRNA pertama yang membawa asam amino metionin [yang cocok dengan start kodon, AUG]. Bagian ini diperlukan agar tahap translasi bisa dimulai.
Elongasi atau Memperpanjang Rantai
Ini adalah tahap di mana rantai asam amino diperpanjang. Disini mRNA dibaca satu kodon sekali, dan asam amino yang sesuai dengan kodon ditambahkan ke rantai protein. Selama elongasi, tRNA bergerak melewati situs A, P, dan E dari ribosom. Proses ini diulang terus-menerus saat kodon baru dibaca dan asam amino baru ditambahkan ke rantai.
Terminasi
Ini adalah tahap dimana rantai polipeptida dilepaskan. Proses ini dimulai ketika stop kodon [UAG, UAA atau UGA] memasuki ribosom, membuat rantai polipeptida terpisah dari tRNA dan lepas keluar dari ribosom.
3. Pelipatan Protein
Rantai polipeptida yang baru disintesis tidak berfungsi sampai mengalami modifikasi struktur tertentu seperti penambahan karbohidrat ekor [glikosilasi], lipid, kelompok prostetik, dll., Agar menjadi fungsional, dilakukan dengan modifikasi pasca-translasi dan pelipatan protein.
Pelipatan protein dibagi ke dalam empat tingkat, yakni tingkat primer [rantai polipeptida linier]; tingkat menengah [α-heliks dan β-lipit lembar]; tingkat tersier [bentuk berserat dan bundar]; dan tingkat Kuarter [protein kompleks dengan dua atau lebih subunit.
Catatan
Ada 61 kodon yang diketahui untuk asam amino. Setiap kodon itu ‘dibaca’ untuk membangun asam amino tertentu dari 20 asam amino yang biasanya ditemukan di protein.
Satu kodon, yakni AUG, mempunyai fungsi untuk membangun asam amino methionine dan juga bertindak sebagai start codon untuk memberi sinyal mulai pada pembuatan protein.
Tiga kodon yang tidak membuat asam amino, disebut stop codon, meliputi UAA, UAG, dan UGA. Ketiganya memberitahu sel jika pembuatan polipeptida telah selesai.