Ribosom

RIBOSOM

Penemuan ribosom thn 1900 diplopori oleh G. Garnier yang melaporkan bahwa sel kelenjar eksokrin mengandung komponen basofil yang banyak. Substansi ini diwarnai dengan pewarnaan basa. Kemudian Garnier memberi nama substansi tersebut ergastoplasma atau cairan kerja. Ergatoplasma sering dijumpai pasda sel – sel dengan tingkat metabolisme tinggi. Ergatoplasma ialah benda-benda yang berkaitan dengan kegiatan

Penemuan ribosom thn 1924 diplopori oleh Fuelgen dan Rosenbeck menemukan pewarnaan khusus terhadap kromatin

Ribosom adalah organel kecil dan padat dalam sel yang berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Ribosom berdiameter sekitar 20 nm serta terdiri atas 65% RNA ribosom (rRNA) dan 35% protein ribosom (disebut Ribonukleo protein atau RNP). Organel ini menerjemahkan mRNA untuk membentuk rantai polipeptida (yaitu protein) menggunakan asam amino yang dibawa oleh tRNA pada proses translasi. Di dalam sel, ribosom tersuspensi di dalam sitosol atau terikat pada retikulum endoplasma kasar, atau pada membran inti sel.

Terdapat tiga jenis ribosom dalam sel :
1. Ribosom bebas, ribosom ini terdapat di sitoplasma dan memiliki fungsi membuat beberapa protein plastid dan mitokondria ( yang tidak diproduksi oleh organel tersebut), semua protein yang berikatan dengan nucleus dan badan mikro, protein yang ditujukan untuk permukaan dalam membrane plasma dan protein yang berakhir di sitoplasma.
2. Ribosom yang terikat di mitokondria, berfungsi mesekresikan protein, menyusun protein membrane yang berada di permukaan medium ekstraseluler, protein lisosom, dan protein yang berada dalam badan golgi.
3. Ribosom mitokondria dan ribosom plastid, berfungsi menyusun protein yang dikode oleh genom organel tersebut.

Berdasarkan Tipe ribosom :

Sel prokariot

Sel eukariot (sitosol)

Sel eukariot (organel)

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.

Ribosom bebas maupun terikat secara struktural identik dan dapat saling bertukar tempat. Sel dapat menyesuaikan jumlah relatif dari masing-masing jenis ribosom begitu metabolismenya berubah.

Struktur ribosom

Ribosom adalah partikel kecil kedap-elektron dengan ukuran sekitar 20×30 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.      Setiap sub unit dicirikan oleh koefisiensi sedimentasi yang dinyatakan dalam unit Svedberg (S). Sehingga koefisien sedimentasi dari prokariot adalah 70S untuk keseluruhan ribosom (50S untuk sub unit yang besar dan 30S untuk yang kecil). Untuk eukariot adalah 80S untuk keseluruhan ribosom (60S untuk sub unit besar dan 40S untuk yang kecil).
4.      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.
5.      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 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 eukaryot diproduksi dan dirakit di dalam nukleolus.
Protein ribosomal masuk ke nukleolus dan berkombinasi dengan empat strand rRNA untuk membentuk dua sub unit ribosomal (sub unit kecil dan sub unit besar). Unit ribosom ke luar meninggalkan inti melalui pori inti dan menyatu dalam sitoplasma untuk tujuan sintesis protein. Bila produksi protein tidak berlangsung, kedua sub unit ribosomal terpisah.

Semula disebut microsome, ribosom pertama yang teramati pada awal abad ke 20 seperti partikel yang sangat kecil yang sulit diamati dengan mikroskop biasa. Pada tahun 1940 dan 1950, mikrograf elektron pertama memperlihatkan ribosom bakteri berbentuk lonjong (oval), dengan dimensi 29 nm × 21 nm, lebih kecil dari ribosom eukariotic. Pada pertengahan 1950, penemuan ribosom sebagai tempat sintesis protein memacu percobaan‐percobaan untuk menjelaskan struktur partikel ini lebih rinci lagi.

Mikroskop memang sangat membantu dalam memahami struktur ribosom, namun dalam perkembangan selanjutnya justru analisis komponen dengan ultrasentrifugasi yang dapat memahami struktur ribosom secara terperinci. Dengan menggunakan teknik ini, ribosom utuh (Intact) eukariot diketahui mempunyai koefisien sedimentasi (pengendapan) 80S, sedangkan ribosom utuh bakteria mempunyai koefisien sedimentasi 70S, dan masing‐masing ribosom dapat dipisahkan lagi menjadi komponen yang lebih kecil :
• Setiap ribosom terdiri dari dua subunit.
• Pada eukariot terdiri dari 60S dan 40S;
• Pada bakteri terdiri dari 50S and 30S.

Awal proses kemajuan dalam memahami struktur ribosom secara terperinci, tidak datang dari pengamatan dengan mikroskop elektron tetapi dari analisis komponennya dengan ultrasentifugasi. Ribosom utuh memiliki koefisien sedimentasi 80s untuk eukariot dan 70s untuk bacteria, dan masing-masing dapat dipecah atau dibagi dalam komponennya lebih kecil.
•    Masing-masing ribosom meliputi 2 subunit, pada prokariot subunit 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 pada 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.

Fungsi Ribosom :

1.        Sintesis Protein
Ribosom berfungsi sebagai tempat sintesis protein dan merupakan contoh organel yang tidak bermembran. Organel ini terutama disusun oleh asam ribonukleat, dan terdapat bebas dalam sitoplasma maupun melekat pada RE.

2.        Transkripsi

Transkripsi merupakan sintesis RNA dari salah satu rantai DNA, yaitu rantai cetakan atau sense, sedangkan rantai DNA komplemennya disebut rantai antisense.Rentangan DNA yang ditranskripsi menjadi molekul RNA disebut unit transkripsi.
RNa dihasilkan dari aktivitas enzim RNA polimerase.Transkripsi terdiri dari tiga tahap, yaitu inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan), dan terminasi (pengakhiran) rantai RNA. Daerah DNA dimana RNA polimerase melekat dan mengawali transkripsi disebut promoter.

3.        Translasi
Dalam proses translasi, sel menginterpretasikan suatu kode genetik menjadi protein yang sesuai.Kode genetik tersebut berupa serangkaian kodon di sepanjang molekul RNAd, interpreternya adalah RNAt.RNAt mentransfer asam amino-asam amino dari kolam asam amino di sitoplasma ke ribosom.Molekul RNAt tidak semuanya identik.Pada tiap asam amino digabungkan dengan RNAt yang sesuai oleh suatu enzim spesifik yang disebut aminoasil-RNAt sintetase ( aminoacyl-tRNA synthetase ).Ribosom memudahkan pelekatan yang spesifik antara antikodon RNAt dengan kodon RNAd selama sintesis protein.Sebuah ribosom tersusun dari dua subunit, yaitu subunit besar dan subunit kecil.Subunit ribosom dibangun oleh protein-protein dan molekul-molekul RNAr.
Tahap translasi dapat dibagi menjadi tiga tahap seperti transkripsi, yaitu inisiasi elongasi, dan terminasi.Semua tahapan ini memerlukan faktor-faktor protein yang membantu RNAd, RNAt, dan ribosom selama proses translasi.Inisiasi dan elongasi rantai polipeptida juga membutuhkan sejumlah energi yang disediakan oleh GTP (guanosin triphosphat), suatu molekul yang mirip ATP.

Inisiasi
Tahap inisiasi dari translasi terjadi dengan adanya RNAd, sebuah RNAt yang memuat asam amino pertma dari polipeptida, dan dua subunit ribosom.Pertama, subunit ribosom kecil mengikatkan diri pada RNAd dan RNAt inisiator.Di dekat tempat pelekatan ribosom subunit kecil pada RNAd terdapat kodon inisiasi AUG, yang memberikan sinyal dimulainya proses translasi.RNAt inisiator, yang membawa asam amino metionin, melekat pada kodon inisiasi AUG.
Oleh karenanya, persyaratan inisiasi adalah kodon RNAd harus mengandung triplet AUG dan terdapat RNAt inisiator berisi

4.        antikodon UAC yang membawa metionin.Jadi pada setiap proses translasi, metionin selalu menjadi asam amino awal yang diingat.Triplet AUG dikatakan sebagai start codon karena berfungsi sebagai kodon awal translasi.

5.        Elongasi
Pada tahap elongasi dari translasi, asam amino berikutnya ditambahkan satu per satu pada asam amino pertama (metionin).
Pada ribosom membentuk ikatan hidrogen dengan antikodon molekul RNAt yang komplemen dengannya.Molekul RNAr dari subunit ribosom besar berfungsi sebagai enzim, yaitu mengkatalisis pembentukan ikatan peptida yang menggabungkan polipeptida yang memanjang ke asam amino yang baru tiba.Pada tahap ini polipeptida memisahkan diri dari RNAt tempat perlekatannya semula, dan asam amino pada ujung karboksilnya berikatan dengan asam amino yang dibawa oleh RNAt yang baru masuk.Saat RNAd berpindah tempat, antikodonnya tetap berikatan dengan kodon RNAt.RNAd bergerak bersama-sama dengan antikodon dan bergeser ke kodon berikutnya yang akan ditranslasi.Sementara itu, RNAt yang tanpa asam amino telah diikatkan pada polipeptida yang sedang memanjang dan selanjutnya RNAt keluar dari ribosom. Langkah ini membutuhkan energi yang disediakan oleh hirolisis GTP.Kemudian RNAd bergerak melalui ribosom ke satu arah saja, kodon satu ke kodon lainnya hingga rantai polipeptidanya lengkap.

Mekanisme Biosintesis Ribosom

mRNA akan berikatan dengan suatu “situs” di ribosom.

Nah setelah berikatan dengan ribosom, suatu protein khusus akan menarik tRNA untuk berikatan dengan mRNA melalui situs A di ribosom. setiap tRNA membawa satu asam amino. Setelah basa di mRNA berikatan dengan tRNA yang merupakan komplemennya, ribosom akan melanjutkan penerjemahan ke basa selanjutnya, tRNA yang sebelumnya kan bergeser ke situs P, dilanjutkan dengan didatangkannya tRNA yang lain dan berikatan dengan mRNA di situs A, kemudian tRNA di situs P akan mengikatkan asam aminonya pada asam amino yang terdapat pada tRNA di situs A, begitu seterusnya,

Bab III. KESIMPULAN

Dari makalah yang dibuat didapat kesimpulan sebagai berikut:
1.    Ribosom adalah komponen sel yang membuat protein dari semua asam amino. Ribosom umumnya terdapat terikat ke retikulum endoplasma dan selaput inti, dan sebagian lainnya terdapat bebas dalam sitoplasma.
2.    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 eukaryot diproduksi dan dirakit di dalam nukleolus.
3.    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.
4.    Salah satu sifat Struktur dari ribosom adalah yaitu Setiap sub unit dicirikan oleh koefisiensi sedimentasi yang dinyatakan dalam unit Svedberg (S). Sehingga koefisien sedimentasi dari prokariot adalah 70S untuk keseluruhan ribosom (50S untuk sub unit yang besar dan 30S untuk yang kecil). Untuk eukariot adalah 80S untuk keseluruhan ribosom (60S untuk sub unit besar dan 40S untuk yang kecil).
5.    Ribosom berfungsi sebagai tempat sintesis protein dan merupakan contoh organel yang tidak bermembran. Organel ini terutama disusun oleh asam ribonukleat, dan terdapat bebas dalam sitoplasma maupun melekat pada RE.
6.    Ribosom juga dapat melakukan Transkripsi, Terminasi, Inisiasi, Elogasi, Elongasi,