BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Protein adalah molekul raksasa yang terdiri dari satuan-satuan lebih kecil yang disebut asam amino, yang ditata dalam urutan, jumlah dan struktur tertentu. Satuan-satuan ini membentuk blok-blok pembangun sebuah protein hidup. Protein paling sederhana terdiri dari 50 asam amino, namun beberapa protein berisi hingga ribuan asam amino.
Dalam tubuh manusia ada sekitar 100 ribu protein yang berfungsi. Lebih-lebih, ada sekitar 1,5 juta spesies yang sudah dikenali, dan diperkirakan masih 10 juta yang belum. Walau banyak protein yang mirip digunakan dalam banyak bentuk kehidupan, diperkirakan bahwa setidaknya ada 100 juta atau lebih jenis protein di dunia tumbuhan dan hewan. Dan jutaan spesies yang telah punah tidak tercakup di dalam perhitungan ini. Dengan kata lain, ratusan juta kode protein telah ada di dunia.
B. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang didapatkan antara lain:
1. Bagaimana struktur serta fungsi protein?
2. Apa definisi dan macam-macam protein?
3. Bagaimana struktur dan jenis-jenis asam amino?
4. Bagaimana proses sintesis protein yang mencakup transkripsi dan translasi?
5. Apa saja materi genetik yang terlibat dalam proses sintesis protein?
6. Apa saja gejala penyakit thalasemia?
7. Bagaimana penatalaksanaan penyakit thalasemia?
8. Bagaimana proses sintesis hemoglobin?
C. Tujuan
Tujuan yang didapatkan yaitu:
1. Agar dapat mengetahui struktur dan fungsi protein
2. Agar dapat mengetahui definisi dan macam-macam protein
3. Agar dapat mengetahui struktur dan jenis-jenis asam amino
4. Agar dapat mengetahui proses sintesis protein
5. Agar dapat mengetahui materi genetik dalam proses sintesis protein
6. Agar dapat mengetahui gejala penyakit thalasemia
7. Agar dapat mengetahui penatalaksanaan penyakit thalasemia
8. Agar dapat mengetahui proses sintesis hemoglobin
D. Manfaat
Adapun manfaat yang didapatkan antara lain:
1. Mengetahui struktur dan fungsi protein
2. Mengetahui definisi dan macam-macam protein
3. Mengetahui struktur dan jenis-jenis asam amino
4. Mengetahui proses sintesis protein
5. Mengetahui materi genetik dalam proses sintesis protein
6. Mengetahui gejala penyakit thalasemia
7. Mengetahui penatalaksanaan penyakit thalasemia
8. Mengetahui proses sintesis hemoglobin
BAB II
PEMBAHASAN
A. Tinjauan Pustaka
Protein
Protein berasal dari bahasa Yunani yaitu “protos” yang berarti "yang paling utama”. Protein adalah senyawa organik kompleks bermolekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida.
(Harper, 1977)
Susunan struktur protein dibagi menjadi beberapa macam, yaitu:
1. Protein primer
Dapat dikenali dari penyelidikan rangkaian peptida. Struktur ini dihubung-kan dengan urutan asam amino dalam rantai polipeptida. Misalnya insulin dan ribonuklease.
2. Protein sekunder
Yaitu pelipatan rantai polipeptida menjadi struktur berpilin yang diikat oleh ikatan disulfida dan ikatan hidrogen.
3. Protein tersier
Yaitu susunan dan hubungan rantai protein yang membelit menjadi serabut atau lapisan yang spesifik. Struktur tersier dipertahankan oleh kekuatan antara atom-atom yang lemah.
4. Protein kwartener
Yaitu gabungan beberapa unit monomer, masing-masing dengan struktur primer, sekunder, dan tersier. Dapat dikatakan mempunyai struktur kwartener bila protein terdiri atas 2 atau lebih rantai polipeptida yang digabungkan oleh tenaga yang bukan ikatan kovalen.
(Harper, 1977)
Fungsi protein antara lain:
- Sebagai enzim
- Alat pengangkut dan alat penyimpan
- Pengatur pergerakan
- Penunjang mekanis
- Pengendalian pertumbuhan
- Media perambatan implus syaraf
(Guyton, 2008)
Asam Amino
Asam amino merupakan unsur dasar penyusun protein. Satu asam amino terdiri atas satu gugus amino, satu gugus karboksil, satu atom hidrogen, dan satu rantai samping yang terikat pada atom karbon. Susunan keempat gugus tersebut menentukan aktivitas optik asam amino, sehingga ada dua bentuk isomer, yaitu L-isomer dan D. Isomer.
(Triwibowo, 2005)
Asam amino dibagi menjadi 2, yaitu:
1. Asam amino esensial
Merupakan asam amino yang sangat diperlukan oleh tubuh, tetapi tubuh tidak bisa mensintesisnya sehingga harus di ambil dari luar. Misalnya: arginin, histidin, valin, leusin, isoleusin, dll.
2. Asam amino nonesnsial
Yaitu asam amino yang dapat disintesis dari dalam tubuh sendiri. Misalnya: amino butirat, ornitin, alanin, dll.
(Guyton, 2008)
Sintesis Protein
Berbagai macam protein disintesis di dalam sel-sel suatu organisme. Setiap protein mempunyai sifat dan fungsi yang berbeda tetapi secara bersama mereka menentukan dan mengontrol proses-proses metabolisme pada saat diferensiasi, pertumbuhan, dan perkembangan dengan pola yang sangat kompleks, yang menjadi ciri secara individual dan spesies. Gambaran penting proses sintesis suatu untai polipeptida ditentukan oleh gen tertentu. Proses sintesis protein terbagi atas transkripsi dan translasi. Seperti kita keahui, DNA sebagai media untuk proses transkripsi suatu gen berada di kromosom dan terikat oleh protein histon.
Transkripsi
Transkripsi adalah proses transfer kode genetik ke RNA. Transkripsi berlangsung di dalam inti sel (nukleus) atau di dalam matriks pada mitokondria dan plastida. Prosesnya dapat diuraikan pada bagan di bawah ini:
Enzim RNA polimerase melekat pada promoter DNA.
↓
Pemisahan dua untai molekul DNA (salah satunya untuk cetakan molekul RNA).
Kodon (kode triplet dalam DNA) akan mengatur rangkaian asam amino.
↓
Pengaktifan nukleotida RNA oleh enzim RNA polimerase, caranya RNA polimerase bergerak sepanjang untai DNA.
↓
RNA polimerase membentuk ikatan hidrogen antara basa akhir DNA dan basa nukleotida RNA.
↓
RNA polimerase memisahkan radikal fosfat dan membebaskan energi (energi untuk membentuk ikatan kovalen dari fosfat dengan ribosa).
↓
Di ujung DNA, RNA polimerase bertemu rangkaian pemutus rantai yang menyebabkan enzim dan RNA baru memisahkan diri dari DNA.
↓
RNA menjauh dari DNA lalu terlepas ke dalam nukleoplasma.
(Guyton, 2008)
Translasi
Translasi merupakan proses penerjemahan urutan nukleotida yg ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam-asam amino yg menyusun suatu protein. Translasi berlangsung di dalam ribosom. Proses translasi dibagi menjadi 3 tahapan utama, yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi. Sebelum inisiasi dilakukan, diperlukan molekul tRNA yang berfungsi membawa asam amino spesifik.
1. Inisiasi
Ribosom dan tRNA menemukan kodon awal dengan cara berikatan dengan ujung 5’.
↓
Melakukan scanning (pelarikan) transkrip ke arah 5’→3’ sampai menemukan kodon awal (AUG).
↓
Faktor inisiasi (eIF-1, -2, dll) mengubah subunit kecil ribosom menjadi bentuk yang siap menerima aminoasil-tRNA pertama.
↓
Amino-asil tRNA pertama melekat, membantu subunit besar ribosom untuk melekat pada kompleks (40S, 60S, dll) yang siap untuk melakukan translasi mRNA.
2. Elongasi (pemanjangan)
Penyisipan amino-asil tRNA pada sisi A (aminoasil) dilakukan oleh suatu protein, dibantu proses hidrolisis.
↓
Pembentukan ikatan peptidil yang dikatalis oleh enzim peptidil transferase
↓
Pemindahan dipeptidil-tRNA dari sisi A ke P (peptidil) atau proses translokasi. mRNA bergerak sepanjang 3 nukleotida.
↓
Ribosom membaca kodon pada mRNA.
3. Terminasi
Translasi akan berakhir pada waktu salah satu dari ketiga kodon terminasi pada mRNA mencapai posisi A pada ribosom.
(Triwibowo, 2005)
Jenis RNA
Ada 3 jenis RNA yang memiliki peranan berbeda dalam sintesis protein, yaitu:
1. mRNA (kodon)
Merupakan untai tunggal RNA yang panjang dalam sitoplasma. Kodonnya adalah CCG, UCU, dan GAA. Asam amino diwakili lebih dari 1 kodon. 1 kodon untuk mengawali pembentukan protein, sedangkan 3 kodon untuk mengakhiri pembentukan protein. mRNA berfungsi membawa kode genetik ke sitoplasma untuk mengatur tipe protein yang akan dibentuk.
2. tRNA (antikodon)
tiap tRNA mengenali suatu kodon tertentu dari mRNA lalu menghantarkan asam amino yang sesuai. tRNA mengandung 80 nukleotida. Bentuknya mirip daun semanggi, ukurannya lebih kecil dibandinng mRNA. Pada ujung tRNA terdapat asam adenilat, agar asam amino melekat ke gugus hidroksil ribosa. Fungsi utama tRNA adalah mengangkut asam amino ke ribosom untuk perakitan protein.
3. rRNA
Setelah rRNA dibentuk, rRNA akan berkumpul di nukleolus. rRNA berikatan dengan protein ribosom untuk membentuk produk pengendapan granular yang merupakan subunit primordial ribosom. Subunit tersebut dilepas dari selubung nukleolus dan dihantarkan ke sitoplasma. Lalu digunakan untuk membentuk ribosom fungsional yang matang. Fungsi rNA yang terpenting adalah bersama 75 protein yang berbeda, membentuk ribosom.
B. Analisis Skenario
Thalasemia
Merupakan penyakit anemia hemolitik herediter yang mana kadar hemoglobin kurang dari nilai normal akibat kerusakan sel eritrosit yang lebih cepat daripada kemampuan sumsum tulang untuk menggantikannya.
(Aru W, 2006)
Jenis-jenis thalasemia
Talasemia dapat diklasifikasikan berdasarkan jenis rantai globin apa yang terganggu. Maka terdapat beberapa jenis talasemia, yaitu talasemia alfa dan beta.
1. Talasemia alfa
Pada talasemia alfa, terjadi penurunan sintesis dari rantai alfa globulin. Dan kelainan ini berkaitan dengan delesi pada kromosom 16. Akibat dari kurangnya sintesis rantai alfa, maka akan banyak terdapat rantai beta dan gamma yang tidak berpasangan dengan rantai alfa. Maka dapat terbentuk tetramer dari rantai beta yang disebut HbH dan tetramer dari rantai gamma yang disebut Hb Barts. Talasemia alfa sendiri memiliki beberapa jenis.
2. Talasemia beta
Disebabkan karena penurunan sintesis rantai beta. Dapat dibagi berdasarkan tingkat keparahannya, yaitu Ttalasemia mayor, intermedia, dan karier. Pada kasus talasemia mayor Hb sama sekali tidak diproduksi. Akibatnya, penderita akan mengalami anemia berat. Jika tidak diobati, bentuk tulang wajah berubah dan warna kulit menjadi hitam. Selama hidupnya penderita akan tergantung pada transfusi darah. Ini dapat berakibat fatal, karena efek sampingan transfusi darah terus menerus yang berupa kelebihan zat besi (Fe).
Patofisiologi
Penyebabnya dibagi menjadi 2, yaitu:
1. Primer, adalah berkurangnya sintesis hemoglobin A disertai penghancuran sel-sel eritrosit.
2. Sekunder, ialah karena defisiensi asam folat, bertambahnya volume plasma, dll.
(Staf IKA, 2007)
Gejala
1. Pucat
2. Tumbuh kembang anak terhambat
3. Tidak nafsu makan
4. Demam berulang akibat infeksi
5. Anemia berat dan lama, biasanya menyebabkan pembesara jantung
6. Hepatosplenomegali
7. Perubahan pada tulang yang menetap
Penatalaksanaan
1. PRC (packed red cell)
Transfusi hanya diberikan bila hemoglobin < 8 g/dl. Setiap selesai pemberian satu seri transfusi, kadar hemoglobin setelah transfusi diperiksa 30 menit setelah pemberian transfusi terakhir.
2. Kelasi besi
Digunakan untuk mengeluarkan besi dari jaringan tubuh.
3. Splenektomi
Dilakukan bila terjadi hipersplenisme (limpa terlalu besar) sehingga membatasi gerak pasien. Splenektomi sebaiknya dilakukan pada umur 5 tahun ke atas saat fungsi limpa dalam sistem imun tubuh telah dapat diambil alih oleh organ limfoid lain.
Sintesis Hemoglobin
Sintesis hemoglobin dimulai dalam proeritroblas dan berlanjut bahkan dalam stadium retikulosit pada pembentukan sel darah merah. Oleh karena itu, ketika retikulosit meninggalkan sumsum tulang dan masuk ke dalam aliran darah, retikulosit tetap membentuk sejumlah kecil hemoglobin satu hari sesudah dan seterusnya sampai sel tersebut menjadi eritrosit yang matang. Tahap kimiawinya adalah sebagai berikut:
2 suksinil koA (yang dibentuk dalam siklus krebs) + 2 glisin = molekul pirol → 4 pirol bergabung = protoporfirin IX → protoporfirin IX + besi = molekul heme → molekul heme + globin (rantai polipeptida) = rantai hemoglobin (α atau β) → 2 rantai α + 2 rantai β → hemoglobin A
(Guyton, 2008)
BAB III
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Protein terbuat dari molekul-molekul lebih kecil yang disebut "asam amino" yang terbentuk oleh beragam kombinasi berbeda dari atom karbon, nitrogen dan hidrogen. Sintesis protein terdiri dari 2 tahap, yaitu transkripsi dan translasi. Pada intinya, transkripsi merubah DNA menjadi RNA. Sebenarnya, yang berubah hanyalah basa nitrogen timin di DNA yang pada RNA digantikan oleh urasil. Sedangkan proses translasi terdiri dari 3 tahap, yaitu inisiasi, elongasi (pemanjangan poli-asam amino), dan terminasi (pengakhiran). Translasi akan berakhir pada waktu salah satu dari ketiga kodon terminal (UAA, UGA, UAG) pada mRNA mencapai posisi A pada ribosom. Hasil translasi adalah molekul polipeptida dengan ujung amino dan karboksil.
B. Saran
Pencegahan kasus thalasemia sebenarnya dapat dilakukan sejak awal. Pasangan yang hendak menikah melakukan tes darah terlebih dahulu. Tujuannya mencegah penyebaran penyakit yang menyebar lewat genetik. Selain itu, terapkanlah pola hidup sehat di manapun berada.
DAFTAR PUSTAKA
Sudoyo, Aru W. 2006. Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam jillid II. Jakarta: Pusat Penerbitan Departemen Ilmu Penyakit Dalam Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia pp. 653-664.
Mansjoer, Arif. 2000. Kapita Selekta Kedokteran. Jakarta: Media Aesculapius pp. 497-498.
Guyton, Arthur C. 2006. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC pp. 20-35.
Harper, H. A. 1979. Biokimia. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC pp. 504-519.
Yuwono, Triwibowo. 2005. Biologi Molekular. Jakarta: Erlangga pp. 23-195.
Suryo. 2008. Genetika Manusia. Yogyakarta: Gajah Mada University Press pp. 43-53.
