Kamis, 30 September 2010

Ribosom


RIBOSOM
Ribosom merupakan struktur, kelompokan multi molecular atau suatu bagian yang terdapat di dalam sebuah sel yang berperan sebagai pabrik untuk sintesis protein. Ribosom berupa organel kecil berdiameter antara 17-20 µm yang tersusun oleh RNA ribosom dan protein. Ribosom terdapat pada semua sel hidup. Ribosom ada yang terdapat bebas di sitoplasma atau melekat pada retikulum endoplasma, yang disebut RE kasar. Tiap ribosom terdiri dari 2 sub unit yang berbeda ukuran. Dua sub unit ini saling berhubungan dalam suatu ikatan yang distabilkan oleh ion magnesium.
Ribosom merupakan tempat sel membuat atau mensintesis protein. Sel yang memiliki laju sintesis protein yang tinggi secara khusus memiliki jumlah ribosom yang sangat banyak. Misal, sel hati manusia memiliki beberapa juta ribosom. Tidak mengejutkan jika sel yang aktif dalam mensintesis protein juga memiliki nukleus yang terlihat jelas.
Pada saat sintesis protein ribosom mengelompok menjadi poliribosom (polisom). Sebagian besar protein dibuat oleh ribosom bebas akan berfungsi di dalam sitosol. Sedang ribosom terikat umumnya membuat protein yang dimasukkan ke dalam membran, untuk pembungkusan dalam organel tertentu seperti lisosom atau dikirim ke luar sel.
Selama proses penerjemahan, ribosom menempel dan bergeser sepanjang molekul mRNA dari ujung 5’ – 3’. Jika pada suatu ribosom misalnya sedang melekat kodon AAU dan UGC (satu ribosom memuat 2 kodon sekaligus), maka tRNA yang pertama datang haruslah yang memiliki antikodon UUA, dan setelah tRNA ini bergeser ke sebelah, baru turun melekat tRNA yang memiliki antikodon ACG. Setelah teruntai dua asam amino dari kedua tRNA itu datang lagi tRNA lain dan antikodonnya berikatan komplemen dengan kodon mRNA.
Ribosom dibangun dari molekul-molekul protein dan rRNA. Jumlah ribosom didalam suatu sel sangat banyak dan berbeda-beda sesuai dengan jenis organismenya.
 







Gambar 1.1 Ribosom
 









Gambar 1.2 Ribosom melekat pada RE dan ribosom bebas

Ø  Fungsi Ribosom

  • Sebagai tapak sintesis protein.
  • Protein yang dihasilkan oleh ribosom pada jalinan endoplasma kasar dirembeskan dalam bentuk enzim atau hormon.
  • Protein yang dihasilkan oleh ribosom bebas digunakan oleh sel itu untuk tumbesaran dan memungkinkan tindak balas yang dijalankan di dalam sel itu.
Ø  Macam – macam ribosom
a.    Ribosom terikat
Ribosom ini tergabung dengan membrane intra seluler, terutama dengan reticulum endosplasma (RE)
b.    Ribosom bebas
Ribosom ini teresebar menembus Hyaoplasma atau sitosol. Ribosom bebas maupun terikat secara struktural identik dan dapat saling bertukar tempat. Sel dapat menyesuaikan jumlah relatif dari masing-masing jenis ribosom bengitu metabolismenya berubah.

Ø  Ribosom pada organel – organel.
a.    Ribosom kloroplas
Ribosom kloroplas mempunyai koefisien sedimentasi 70S yang terdiri dari sub unit 50S dan 33S. Ribosom kloroplas hampir sama dengan ribosom sitosol sel prokariot, tetapi berbeda dengan ribosom sitosol sel eukariot. Sub unit besar ribosom kloroplas mengandung RNA 5S dan 28S, dengan sub unit kecil RNA 16S. 
b.   Ribosom mitokondria
Ribosom mitokondria terdapat bebas dalam metrics organel atau bergabung dengan membran cristae.



Table 1.1 Sifat – sifat Ribosom Kloroplas dan Mitokondria

Partikel
RNA
Ribosom kloroplas
Monomer
Sub unit besar
Sub unit kecil
Ribosom mitokondria
Sel hewan
Monomer
Sub unit besar
Sub unit kecil
Ragi, jamur, dan protista
Monomer
Sub unit besar
Sub unit kecil

70S
50S
33S


50 – 60S
40 - 45S
30 - 33S

70 - 80S
50 - 55S
32 - 38S



5S, 23S
16S



16 – 18S
12 – 13S


21 – 24S
14 – 16S


1.  Ribosom pada sel Prokariotik
Ribosom sel-sel prokariota memiliki massa molecular 2.520.000 dalton dan matranya 29 X 21 nanometer. Ribosom sel – sel eukariota lebih besar dari pada ribosom sel – sel prokariota tersebut. Massa molecular ribosom sel eukariot berkisar antara 4.220.000 dalton dan matranya 32 X 22  nanometer. Ukuran – ukuran ribosom ditentukan dengan jalan analisis sedimentasi (pengendapan). Analisis ini mendasarkan pada pengukuran pada laju pengendapan suatu molekul atau zarah didalam larutan kental, biasanya larutan sukrosa yang dipusing dengan kecepatan yang sangat tinggi (70 gr atau lebih). Konfesiensi sedimentasi dinyatakan dalam S yaitu kesatuan atau unit Swedberg. Selain koefisien Swedberg, laju pengeendapan juga dipengaruhi oleh factor – factor lain yaitu berat molekul, berat makro molekul, atau rakitan makro molukernya. Ribosom prokariota memiliki koevisien sedimentasi 70S, sedangkan pada sel eukariota koefisien sedimentasinya 80S.
Ribosom sel prokariota, bila berada di dalam larutan dengan kadar Mg++ rendah misalnya 0,2 mm akan mengalami tersepai (terdisosiasi) menjadi 2 sub unit yang berbeda ukuran maupun koefisien sedimentasinya. Sub unit besar memiliki koefisien sedimentasi 50S, sedangkan pada yang kecil koefisien sedimentasinya 30S.
Sejak Semua protein dan RNA dari sub unit ribosom prokariot dapat di isolasi hal ini yang memungkin untuk menerangkan proses penyususnan ribosom melalui studi rekombinasi. Hal ini menunjukkan bahwa penyusunan sub unit dan penggabungan membentuk ribosom yang fungsional (mampu mentranslasi mRNA menjadi protein) yang terjadi secara spotan secara invitro bila komponen rRNA dan protei dapat digunakan. Penyusunan dapat dilakukan dengan sendiri dan struktur komplomen dari molekul protein dan RNA ribosom yang diproses melalui pembentukan ikatan hydrogen dan interaksi hidrofobik.
Penambahan protein tertentu pada pembentukan sub unit dapat memudahkan penambahan dan pengikatan lain. Bila protein L ditambahkan pada RNA 16S atau bila protein S ditambahkan pada RNA 5S dan 23S, maka tidak akan terjadi penyusunan. RNA sub unit 20S dari satu jenis spesies dapat bergabung dengan protein S dari prokariot yang lain akan membentuk subunit-subunit fungsional, juga untuk protein dan RNA 50S dari prokariot yang berbeda. Penyusunan sub unit dan pembentukan monomer  fungsional hibrida ini ternyata sulit karena protein dan dan RNA ribosom dari prokariot yang berbeda pada kenyataannya mempunyai struktur primer yang berbeda. Jadi jelas bahwa struktur sekunder dan tersier yang sangat amat mirip lebih penting dalam interaksi rRNA protein, Jadi meskipun beberapa protein ribososm dari sel ragi, retikolosit, dan hati tikus dapat diganti oleh protein dari E.coli, namun monomer hibrida yang terbentuk dari sub unit prokariot dan eukariot ini tadak akan berfungsi dalam sistesis protein.

Ø  Struktur ribosom prokariotik
Ribosom prokariot mengandung RNA dan protein. Pada subunit ribosom prokariot mengandung satu molekul RNA yaitu RNA 16S (BM 0.6 X 106) sedangkan subunit besar mengandung 2 molekul RNA yaitu RNA 23S (BM 1.6 X 106) dan RNA 5S (BM 3.2 X 104). Ketiga RNA merupakan produk transkripsi secara tertutup dari rantai gen dalam urutan 16 S - 23 S - 5 S.
Protein sub unit kecil memiliki berat molekul antara 10.900 (S17) sampai 65.000 (S1), sedangkan protein sub unit besar antara 9600 (L34) sampai 31500 (L2). Umumya protein ribosom bersifat basah, kaya  akan asam amino basah dan mempunyai titik isoelektrik pada ph 10 atau lebih, kira –kira 33 dari 55 protein telah diurut (13 dari sub unit kecil dan 20 dari sub unit besar). Bersamaan  dengan penelitian mengenai RNA, dengan anggapan bahwa ribosom prokariot merupakan organel yang dipahami dengan baik dalam hal struktur dan fungsinya.
 














Gambar 1.3 Ribosom Prokariotik

Ø  Gen – gen RNA dan Protein ribosom
Genom dari E. coli dan prokariotik terdiri dari molekul DNA tunggal, panjang, bulat, dan tersusun dengan rapat daerah inti sel. Panjang kromosom E. coli sekitar 1300 mm dab sekitarnya mengandung 3 daerah terpisah yang mengkode rRNA. Setiap daeah terdiri dari gen – gen rRNA 5S, 32S, dan 16S yang satu sama lain terjalin rapat. Karena 5 -10 tiruan dari taip gen terjadi dalam Genom, maka lebih dari satu tiruan dari tiap gen yang mungkin ada dalam tiap daerah rRNA.
      Gen yang mengkode protein ribosom sedikitnya terdapat pada dua daerah yang terpisah dari kromosom E. coli. Daerah yang sama akan tampak berisi gen –gen untuk RNA polymerase, beberapa tRNA dan factor pemanjangan yang diperlukan untuk sisntesis RNA polimerisasi, beberapa tRNA dan factor pemanjangan yang diperlukan untuk sintesis protein.
Gen terdistribusi minimal diantara 4 operator, setiap operor berisi dua belas (12) atau lebih protein.
                  L15       L30     S5       L18     L6     S8      S14    L5     L24          L14         P

Ø  Model Ribosom Prokariot.

Meskipun komposisi ribosom dan interaksi dari komponennya sudah diketahui, namun masih sulit untuk mengusulkan suatu model dari struktur ribosom, karena terlalu kexcil untuk diamati dengan mikroskop electron dan dalam tekhnik isolasi serta penyediaan ribosom untuk dapat merubah bentuk dan organisasi ribosom. Suatu model usulan yang sesuai dengan monomer ribosom dan sub unit-unit berdasarkan data pengamatan mikroskop.
Sub unit 30S mempunyai bentuk olipsoid mempunyai dimensi 60 X 200À. Pada poros yang panjang terdapat bagian yang menjorok kedalam.sehingga bagian itu membagi sub unit dalam 1/3 dan 2/3 bagian. Sub unit besar bentuknya lebih bulat, mempunyai dimensi 150 x 200 x 200 À dan memiliki bagian dan menarik pada salah satu permukaannya. Penggabungan sub unit membentuk monomer 70S terjadi pada kedua sisi sub unit-subunit tersebut dan terbentuk suatu lorong. Monomer 70S mempunyai diameter maksimum sekitar 400 À.
Model ini merupakan bukti morfologi dan biokimia yang mendukung pendapat bahwa lorong pada monomer digunakan pada mRNA dan amino asil tRNA selama sintesis protein.


2.  Ribosom pada sel Eukariotik
Ribosom pada sitoplasma sel eukariotik yang mempunyai koefisien sedimentasi 80S yang tersusun dari sub unit masing –  masing koefisien sedimentas 40S dan 60S. sedangkan pada sel prokariot adalah 70S. dan dibentuk oleh sub unit 30S dan 50S. ribosom yang lengkap, yang dibentuk oleh sub unit – unitnya yang disebut monomer.

 









Gambar 1.4 Ribosom Eukariotika

Kadar protein pada ribosom dari ke dua sumber prokariot dan eukariot hamper sama yaitu sekitar 30 – 45 % (berat), dan sisa nya berupa RNA. Perbedaaan antara ke 2nya terletak pada komponen protein dan RNA Spesifik yang tidak mengandung karbohidrat dan lipid. Ion Mg yang berfungsi untuk mempertahan struktur ribosom. Penguraian menjadi sub unit – unit terjadi bila Mg++ di keluarkan. Tempat yang tepat untuk Mg++ ini belum diketahui pasti mungkin berinterksi dengan ion fosfat yang terionisasi RNA sub unit.
Ribosom sitoplasma memiliki koefisien sedimentasi 80S yang terbentuk dari sub unit 40S. selain itu didalam sitoplasma ribosom terdapat dalam dua keadaan yaitu
a.    Berhubungan dengan membran sel, pada retikulum endoplasma serta dalam sintesis protein jaringan sekresi atau ginjal.
b.    Terdistribusi secara bebas di dalam sitosol dan mensintesis protein yang dikenal didalam sel.

Ø  Struktur Ribosom pada Eukariotik
Sub unit kecil eukariotik mengandung molekul RNA18S (BM 0,7x 10), sedangkan sub unit besar mengandung RNA 28S (BM 1,7x10), RNA 5S (BM 2,0x 10), dan RNA 5,8S (BM 5,0x 10).
RNA 18S, 5,8S dan 28S merupakan hasil transkripsi dari gen yang berhubungan dalam kromosom pada daerah pengatur inti (NOR) dari inti sel. RNA 5S dalah produk trankripsi primer, bukan dari pemutusan pada pos transkripsi precursor RNA prikariot dilepas secara berurutan dari transkrip yang sedang tumbuh, sedangkan pada eukariot dihasilkan suatu transkrip tunggal dengan berat molekul tinggi yaitu 45S yang mengandung precursor 18S, 5.8S, dan 28S. Tahap awal membagi 45S RNA menjadi dua bagian yaitu bagian besar (41S) yang akhirnya akan menjadi RNA 5.8S dan 28S. Dan bagian kecil menghasilkan 18S.  
Ribosom selain mengandung RNA juga protein. Subunit kecil mengandung 30 protein (S1, S2, dan lain-lain) dan subunit besar mengandung 40 protein (L1, L2, dan lain-lain). Selain jumlahnya lebih banyak , protein ribosom eukariot juga memiliki berat molekul yang sangat besar.
Tiap ribosom mempunyai dua tempat pengikatan tRNA, yang masing-masing dinamakan tapak aminoasil (tapak A) dan tapak peptidil (tapak P). Molekul aminoasil-tRNA yang baru memasuki ribosom akan terikat di tapak A, sedangkan molekul tRNA yang membawa rantai polipeptida yang sedang diperpanjang terikat di tapak P.


 










Gambar 1.5 Struktur Ribosom Eukariotik

Ø  Proses terbentuknya poliribosom
Mula-mula dRNA yang keluar dari nukleus menempel pada ribosom 30S dengan perantara IF1, IF2, IF3 dan GTP (guanosin tripospat). setelah menempel pada ribosom 30S maka terbentuklah kompleks permulaan. tRNA akan mengikat asam amino yang terdapat didalam sitoplasma, sebelum asam amino diikat oleh tRNA terlebih dahulu asam amino diaktifkan dulu oleh ATP dan dipengaruhi oleh enzim aminosil sintetase dan dihasilkan aminoasil adenosin monopospat (AA-AMP) dan pospat anorganik (P). Kode dari dRNA tidak hanya dibaca oleh sebuah ribosom saja tetapi oleh banyak ribosom hal ini mengakibatkan terbentuknya poliribosom ( penggabungan ribosom 30S dan ribosom 50S) menjadi ribosom 70S



 









Gambar 1.6 poliribosom

Ø  Pembentukan ribosom pada eukariot
RNA 45S hasil transkripsi bergabung dengan protein (RNP), tetapi tidak semua molekul kompleks tersebut menjadi bagian dari sub unit ribosom yang lengkap. Ada berapa protein yang dilepaskan seperti pada sintesis RNA. Nukleoptioda kembali ke kelompok nukleolar dan digunakan kembali. Protein yang di tahan selama proses kemudian bagian sub unit yang sempurna disebut protein ribosom.
Pemutusan kompleks RNP secara enzimatis menghasilkan 3 kelompok Frakmen, yaitu :
a.    Frakmen pertama (1), berisi spacer RNA nukleolar protein (spacer RNA dihasilkan dari transkripsi rDNA dan bukan spacer DNA diantara gen). spacer RNA di hidrolisis dan nukleolar protein yang bebas kembai pada kumpulannya.
b.    Fragmen kedua (2), berisi suatu kompleks dari RNA 18S dan protein Ribosom tertentu yang akhirnya menghasilkan sub unit ribosom 40S dalam sitoplasma.
c.    Fragmen ketiga (3), berisi RNA 28S dan 5,85 dan protein ribososm yang bergabung dengan RNA 5S hasil transkripsi gen rDNA ekstra nukleolar. Kompleks ini ada di dalam inti menghasilkan sub unit 60S dalam sitoplasma.
Seperti halnya pada gen – gen untuk RNA 45S, gen – gen RNA 5S ekstra nukleolar terdapat dalam kelipatan  dua.

Ø  Model Ribosom Eukariot
Morfologi ribosom eukariot hampir sama dengan ribosom prokariot, perbedaannya terletak pada ukuran BM, konstanta sedimentasi, ukuran rRNA, jumlah rRNA, dan protein yang lebih besar. Sub unit 40S berbentuk elips soid yang agak pipih berdimensi 115 x 140 x 230A, dan seperti ribosom prokariot terdapat lekukan yang menjorok yang membagi ribosom menjadi segmen 1/3 dan 2/3. sub unit 60S umumnya lebih bulat, mempunyai diameter ± 200A. terdapat bagian agak datar dan menarik pada salah satu sisinya. Jika kedua segmen ini bergabung maka terbentuk monomer yang memiliki lorong. Lorong ini digunakan untuk akomodasi rantai mRNA selama translasi.

3.  Perbedaan Ribosom Prokariotik dan Eukariotik

·      Perbedaan Berdasarkan Sifat dan Komposisi Ribosom Eukariotik dan Prokariotik

Tabel 1.1 Sifat dan Komposisi Ribosom Eukariotik dan Prokariotik

Eukariotik
Prokariotik
Monomer
Koefisiensi sedimentasi
Berat Molekul
Jumlah RNA
Jumlah Protein
Sub unit kecil
Koefisiensi sedimentasi
Berat Molekul
Jumlah RNA
Jumlah protein
Sub unit Besar
Koefisiensi sedimentasi
Berat Molekul
Jumlah RNA


Jumlah protein

80S
4,5 x 106
4
70

40S
1,5 x 106
18S (BM 0,7 x 106)
30

60S
3,0 x 103
5S (BM 3,2 x 104)
5,8 (BM 5,0 x 104)
28S (BM 1,7 x 104)
40

70S
2,6 x 106
3
55

30S
0.9 x 106
16S (BM 0.6 x 106)
21

50S
1.7 x 106
5S (BM 3,2 x 106)
23S (BM 1.1 x 106)

34
·      Perbedaan Berat Molekul Rata-rata Protein Ribosom Prokariotik dan Eukariotik.
1.2. Tabel Berat Molekul Rata-rata Protein Ribosom Prokariotik dan Eukariotik.

Prokariotik
Eukariotik
Sub unit kecil
Sub unit besar
18.900
16.400
25.300
28.100



 










Gambar 1.7  Ribosom pada Eukariota dan Prokariota
 


















Gambar  1.8 Dua Sub Unit Ribosom Pada Prokariotik dan Eukariotik

DAFTAR PUSTAKA

Arbianto Purwa. 1996. Biokimia Konsep – Konsep Dasar  proyek pendidikan tenaga guru.
Reksoatmodjo,Issoegianti.1993. Biologi Sel . Yogyakarta : Departemen pendidikan dan kebudayaan derektorat jenderal pendidikan tinggi proyek pembinaan dan peningkatan mutu tenaga pendidikan.
Yatim, Wildan. 1996. Biologi ModernBiologi Sel”. Bandung : Tarsito
"http://www.Biosel\\DisplayNews.aspx.htm 
"http://www. Belajar Biologi Jadi Lebih Asyik! june -5d.htm"
http--pkukmweb_ukm_my-~ahmad-kuliah-kripto-nota-kkripto"
“ http:// www.\biosel\3_ Perbedaan Struktur Sel Prokariotik dan Sel Eukariotik 11_1 - Crayonpedia.htm
“ http:// www. Perbedaan Struktur Sel Prokariotik dan Sel Eukariotik 11_1 - Crayonpedia.htm
http://www.wikipediaindonesia.co.id/wiki/Inti Sel. Diakses 1 Juni 2008

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar