Trisa Andami04011381419167Central DogmaSalah satu hallmark (penanda/karakteristik) dari suatu kehidupan yaitu reproduksi. Informasi genetik dari suatu sel dengan segala keunikannya tentunya harus dapat diturunkan ke anakannya. Informasi gentik (genom) disimpan menggunakan asam nukleat, yaitu DNA. Asam nukleat ini mampu menyimpan sejumlah besar informasi secara stabil hanya melalui 4 macam yakni adenin (A), sitosin (C), guanin (G) dan timin (T), yang tersusun menjadi rantai DNA. Informasi yang disimpan DNA tersebut akan diduplikasikan saat terjadi pembelahan sel (REPLIKASI) dan akan disalin menjadi mRNA (TRANSKRIPSI), yang selanjutnya RNA yang terjadi tersebut akan ditranslasikan menjadi urutan asam amino dari protein (TRANSLASI). Proses tersebut dinyatakan sebagi Dogma Sentral dari biologi molekuler. Dogma sentral biologi molekuler. (1) DNA ditranskripsi oleh enzim RNA polymerase menjadi mRNA, (2) mRNA yang terbentuk mengalami proses pasca-transkripsi berupa pembuangan intron sehingga menjadi RNA mature, (3) mRNA ditranslasi menjadi urutan asam amino/protein yang terjadi di sitosol, (4) DNA diperbanyak melalui proses replikasi melibatkan ezim DNA polymerase.Aliran informasi genetik mirip dengan urutan-urutan huruf tertentu yang menyampaikan informasi dalam bahasa tulisan. Pada DNA atau RNA, monomernya merupakan keempat jenis nukleotida yang berbeda dalam basa nitrogennya. Gen biasanya panjangnya mencapai ratusan atau ribuan nukleotida, masing-masing memiliki urutan basa yang spesifik. Setiap polipeptida dari suatu protein juga memiliki monomer yang tersusun pada struktur primer, tetapi monomernya adalah ke-20 asam amino tersebut. Dengan demikian, asam nukleat dan protein berisi informasi yang ditulis dalam dua bahasa kimia yang berbeda (Gambar 3). Untuk beralih dari DNA, yang ditulis dalam satu bahasa, ke protein, yang ditulis dalam bahasa lain, membutuhkan dua tahapan utama yaitu transkripsi dan translasi.Transkripsi merupakan sintesis RNA berdasarkan template DNA. Kedua asam nukleat menggunakan bahasa yang sama dan informasinya tinggal ditranskripsi (disalin) dari satu molekul ke molekul yang lain. Persis sebagai mana saat proses replikasi, untai DNA menyediakan suatu cetakan (template) untuk sintesis untai komplemen terbaru, pada transkripsi juga disediakan template untuk menyusun RNA. Molekul RNA yang dihasilkan merupakan transkrip penuh dari perintah pembangun protein dari gen tersebut. Jenis molekul RNA ini disebut RNA messenger (mRNA).Translasi, merupakan sintesis polipeptida yang sesungguhnya, yang terjadi berdasarkan arahan Mrna. Selama tahapan ini terjadi perubahan bahasa, sel menerjemahkan (mentranslasi) urutan basa molekul mRNA ke dalam urutan asam amino polipeptida. Tempat translasi adalah ribosom yang terletak di sitoplasma. TranskripsiIni merupakan tahap awal dalam proses sintesis protein yang nantinya proses tersebut akan berlanjut pada ekspresi sifat sifat genetik yang muncul sebagai fenotif. Dan untuk mempelajari biologi molekuler tahap dasar yang harus kita ketahui adalah bagaimana mekanisme sintesis protein sehingga dapat terekspresi sebagai fenotip. Transkripsi merupakan proses sintesis molekul RNA dan DNA templat. Proses ini terjadi pada inti sel (nukleus) tepatnya pada kromosom. Komponen yang terlibat dalam proses transkripsi yaitu : DNA templat yang terdiri atas basa nukleotida Adenin (A), Guanin (G), Timin (T), Sitosin (S) ; enzim RNA polimerase ; faktor faktor transkripsi, prekursor (bahan yang ditambahkan sebagai penginduksi). Hasil dari proses sintesis tersebut adalah tiga macam RNA, yaitu mRNA (RNA messenger). tRNA (Transfer RNA). Rrna (ribosomal RNA). Gen terdiri atas : Promoter , bagian struktural (terdiri dari gen yang mengkode suatu sifat yang akan diekspresikan), dan terminator. Sedangkan struktur RNA polimerase terdiri atas : beta, beta prime, alpha, sigma. Pada struktur beta dan beta prime bertindak sebagai katalisator dalam transkripsi. Struktur sigma untuk mengarahkan agar RNA polimerase holoenzim hanya menempel pada promoter. Bagian yang disebut core enzim terdiri atas alpha, beta, dan beta prime. Tahapan dalam proses transkripsi pada dasarnya terdiri dari 3 tahap, yaitu :1. Inisiasi (pengawalan)Transkripsi tidak dimulai di sembarangan tempat pada DNA, tapi di bagian hulu (upstream) dari gen yaitu promoter. Salah satu bagian terpenting dari promoter adalah kotak pribnow (TATA box). Inisiasi dimulai ketika holoenzim RNA polimerase menempel pada promoter. Tahapannya dimulai dari pembentukan kompleks promoter tertutup, pembentukan kompleks promoter terbuka, penggabunga beberapa nukleotida awal, dan perubahan komformasi RNA polimerase karena struktur sigma dilepas dari kompleks holoenzim. 2. Elongasi (pemanjangan) Proses selanjutnya adalah elongasi. Pemanjangan di sini adalah pemanjangan nukleotida. Setelah RNA polimerase menempel pada promoter maka enzim tersebut akan terus bergerak sepanjang molekul DNA, mengurai dan melepaskan heliks. Dalam pemanjangan, nukleotida ditambahkan secara kovalen pada ujung 3 molekul RNA yang baru terbentuk. Misalnya nukleotida DNA cetakan A, maka nukleotida RNA yang ditambahkan adalah U, dan seterusnya. Laju pemanjangan maksimum molekul transkrip RNA berkisar 30 60 nukleotida per detik. Kecepatan elongasi tidak konstan. 3. Terminasi (pengakhiran)Terminasi juga tidak terjadi di sembarang tempat. Transkripsi berakhir ketika menemui nukleotida tertentu berupa STOP kodon. Selanjutnya RNA terlepas dari DNA templat menuju ribosom. Transkripsi adalah proses penyalinan kode-kode genetik yang ada pada urutan DNA menjadi molekul RNA. Mekanisme dasar sintesis RNA Transkripsi (sintesis RNA) dilakukan melalui beberapa tahapan yaitu: 1. Faktor-faktor pengendali transkripsi menempel di bagian promoter, misalnya RNA polimerase (Inisiasi). 2. Pembentukan kompleks promotor terbuka (open promoter complex). Tidak seperti replikasi di mana DNA benar-benar dibuka, pada transkripsi pilinan DNA dibuka namun masih tetap di dalam RNA polimerase. 3. RNA polimerase membaca DNA cetakan (template) dan mulai melakukan pengikatan nukleotida yang komplementer (Elongasi). 4. Setelah pemanjangan untaian RNA, diikuti dengan terminasi yang ditandai dengan lepasnya RNA polimerase dari DNA yang ditranskripsi (Terminasi). Walaupun tahapan-tahapan yang terjadi sama antara eukariot maupun prokariot, namun ada perbedaan fundamental dalam hal struktur gen, faktor-faktor pengendali, mekanisme serta regulasi. Meskipun ada perbedaan, namun secara umum pola mekanisme sintesis RNA serupa. Baik pada eukariot maupun prokariot, PRINSIP yang harus di pegang adalah: 1. Prekursor untuk sintesis RNA ada 4 macam ribonukleotida: 5-trifosfat ATP, GTP, CTP, dan UTP (tidak ada timin pada RNA). 2. Reaksi polimerisasi atau pemanjangan RNA sama dengan replikasi DNA yaitu dengan arah 5 3 (5-PO4 ke 3-OH). 3. Urutan nukleotida RNA hasil sintesis ditentukan oleh urutan DNA template (Gambar 5). 4. Untai DNA yang berperan sebagai cetakan hanya salah satu untai. 5. Hasil transkripsi berupa molekul RNA untai tunggal.Urutan nukleotida RNA hasil sintesis ditentukan oleh urutan DNA template. RNA polimerase bekerja dengan membaca template dengan arah 3 5, namun sintesis mRNA adalah dari 5 3.Faktor-faktor pengendali transkripsi, salah satunya adalah Faktor Transkripsi. Terdapat lebih dari 50 protein berbeda dari faktor transkripsi berikatan pada situs promoter, umumnya pada sisi 5 dari gen yang akan ditranskrip. Kemudian, enzim RNA polimerase berikatan ke kompleks dari Faktor Transkripsi, bekerja sama untuk membuka DNA. RNA polimerase bekerja dengan membaca template dengan arah 3 5, namun sintesis mRNA adalah dari 5 3 . RNA polimerase berjalan sepanjang template DNA, membangun ribonukleotida yang disuplai dari bentuk trifosfat dengan prinsip pasangan basa. Ketika bertemu G, maka pada RNA dimasukkan C, G-C, T-A, A-U (U, dari uridine triphosphate, UTP). Tidak ada T pada RNA. Ketika transkripsi selesai, transkrip (mRNA) dilepaskan dari polimerase dan polimerae lepas dari DNA.TRANSKRIPSI PADA EUKARIOT Struktur gen Gen-gen pada eukariot bersifat monosistronik, artinya satu transkrip yang dihasilkan hanya mengkode satu macam produk ekspresi. Pada eukariot tidak dikenal namanya operon karena satu gen structural dikendalikan oleh satu promoter. Secara umum hampir sama sama prokariot yaitu adanya promotor, bagian struktural dan terminator. Bagian yang membedakan adalah pada bagian struktural gen. Bagian struktural/coding region pada eukariot ada bagian intron dan ekson . Intron (intervening sequences) merupakan sekuens yang tidak mengkode asam amino. Bagian ini akan dibuang saat RNA processing. Ekson merupakan sekuen yang dikode menjadi asam amino. Mekanisme Transkripsi Pada Eukariot RNA polimerase pada eukariot bermacam-macam yaitu RNA polimerase I (mentranskrip gen kelas I yaitu gen rRNA kecuali 5S rRNA), RNA Polimerase II (mensintesis mRNA dan small nulear RNA/snRNA yang diperlukan pada saat RNA splicing) dan RNA polymerase III (mentranskrip gen kelas III yaitu tRNA, 5S rRNA). Pada bab ini hanya dijelaskan RNA polimerase II karena terlibat pada transkripsi semua gen.Berbeda dengan prokariot, RNA polymerase eukariot tidak menempel secara langsung pada DNA di daerah promoter namun melalui perantaraan protein-protein lain disebut faktor transkripsi/transcription factor (TF). TF ada 2 macam yaitu ada yang umum dan ada yang khusus. TF umum berfungsi mengarahkan RNA polymerase ke promoter. TF umum meiputi TFIIA, B, D, E, F, H, J (transcription factors regulating RNA pol II). Penempelan RNA polymerase [ada promoter oleh daktor transkripsi umum hanya menghasilkan transkripsi pada aras dasar (basal level). Pengaturan yang lebih spesifik dilakukan oleh FT yang khusus untuk suatu gen. Promoter eukariot sangat beragam dan sulit untuk dikarakterisasi. Basal promoter elements dikenal dengan TATA-box dan CCAAT-box, dinamakan berdasarkan sekuen motifnya . TATA-box berada pada 20 sampai 30 basa upstream dari transcriptional start site dan ini sama dengan sekuen pada prokariot atau Pribnow-box (sekuen konsensusnya adalah TATAAA, TATAT /AA T /A, dimana T /A menandakan basa yang mungkin ditemukan pada posisi tersebut). TFIID adalah faktor transkripsi pertama yang secara langsung berikatan dengan TATA box dan penempelan ini mengarahkan faktor transkripsi lainnya dan RNA polymerase II untuk mengenali promoter. TFIID sebenarnya merupakan kompleks protein yang terdiri dari protein pengikat kotak TATA (TATA-box binding protein, TBP) dan TAF (TBPassociated factors). CCAAT-box terdapat pada posisi -100. CCAAT-box diketahui mengikat protein FT CCAAT-binding transcription factor (CTF) dan CCAAT-enhancerbinding protein (C/EBP). Ada banyak regulator lain pada urutan gen, yaitu tempat berikatannya berbagai faktor transkripsi (Gambar 12). Urutan regulator ini sebagian besar adalah terletak hulu (5') dari situs inisiasi transkripsi, meskipun beberapa elemen terjadi hilir (3') atau bahkan di dalam gen itu sendiri. Jumlah dan jenis elemen regulator ditemukan bervariasi tiap masing-masing gen. Kombinasi yang berbeda dari faktor transkripsi ini memberikan efek yang berbeda. Berbagai jenis sel mengekspresikan kombinasi karakteristik dari faktor transkripsi, dan ini menghasilkan mekanisme utama untuk kekhususan tipe sel dalam regulasi ekspresi gen.Proses pemanjangan transkrip berlangsung sama seperti pada prokariot. Proses ini akan berlangsung sampai RNA polymerase II mencapai daerah terminator. Terminasi transkripsi dapat terjadi karena adanya aktivitas fosfatase yang spesifik untuk CTD sehingga mengembalikan RNA polymerase II menjadi bentuk yang tidak terfosforilasi. Pada keadaan ini, RNA polymerase dapat digunakan secara berulangulang. Proses pasca-transkripsi Pre-mRNA yg dihasilkan dari proses transkipsi tidak bisa langsung dikeluarkan ke sitoplasma untuk ditranslasi namun harus dimodifikasi dahulu. 1. Pemberian topi (capping) dan ekor (poliadenilasi) Setiap ujung molekul pre-mRNA dimodifikasi dengan cara tertentu. Ujung 5 yaitu ujung depan, pertama kali dibuat saat transkripsi segera ditutup dengan mukleotida guanin (G) yang termodifikasi. Pemerian topi ini mempunyai setidaknya 2 fungsi. a. Ujung ini melindungi mRNA dari degradasi enzim hidrolisis. b. Setelah mRNA sampai di sitoplasma, ujung 5 berfungsi sebagai bagian dari tanda lekatkan di sini untuk ribosom. Poliadenilasi merupakan proses penambahan poliA (rantai AMP) pada ujung 3 nukleotida mRNA. Fungsinya untuk meningkatkan stabilitas mRNA dan meningkatkan efisiensi translasi. 2. Splicing Saat proses transkripsi, RNA polimerase mentranskripsi intron maupun ekson dari DNA. Splicing merupakan proses pembuangan intron dan penyambungan ekson. Intron adalah bagian penyela, merupakan segmen asam nukleat bukan pengkode dan terletak diantara daerah pengkode. Sedangkan ekson adalah daerah yang yang diekspresikan atau ditranslasi menjadi asam amino. Dalam penyambungan RNA, intron dikeluarkan dan ekson bergabung. Penyambungan RNA dikatalis oleh ribonukleoprotein nucleus kecil (snRNP), yang beroperasi de dalam susunan yang lebih besar disebut spliosom. Setelah dilakukan berbagai modifikasi di atas, jadilah mRNA matang (mature mRNA).TRANSLASITahap Selanjutnya setelah transkripsi adalah translasi. Translasi merupakan suatu proses penerjemahan urutan nukleotida yang ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein. Yang diperlukan dalam proses translasi adalah : mRNA, ribosom, tRNA, dan asam amino. Struktur ribosom terdiri atas subunit besar dan subunit kecil. Bila kedua subunit digabug akan membentuk suatu monosom. Subunit kecil mengandung sisi peptidil (P), dan aminoasil (A). Sedangkan subunit besar mengandung Exit (E), P, dan A. Kedua subunit tersebut mengandung satu atau lebih molekul Rrna. rRNA sangat pentig untuk mengidentifikasi bakteri pada tataran biologi molekuler. Pada prokariot 16 s dan eukariot 18 s. 1. InisiasiPertama tRNA mengikat asam amino, dan hal ini menyebabkan tRNA teraktivasi atau peristiwa ini disebut amino-asilasi. Proses amino-asilasi ini dikatalisis oleh enzim tRNA sintetase. Kemudian ribosom mengalami pemisahan menjadi subunit besar dan kecil. Subunit kecil selanjutnya melekat pada molekul mRNA dengan kodon awal tempat menempel : 5 AGGAGG 3. Urutan tersebut tempat menempelnya subunit kcil disebut urutan Shine Dalgano. Subunit kecil dapat menempel pada mRNA bila ada IF 3. Pembentukan kompleks IF 2/tRNA fMet dan IF-3/Mrna-fMet disebut asam amino N-Formil metionin dan memerlukan banyak GTP sebagai sumber energi. trna-fMet kemudian menempel pada kodon P subunit kecil. Selanjutnya subunit besar menempel pada subunit kecil. Pada proses ini IF-1 dan IF-2 dilepas dan GTP dihidrolisis menjadi GDP, dan siap melakukan elongasi.2. Elongasi : Perbedaan pada proses transkripsi. Pada translasi asam amino yag dipanjangkan. Tahapan yang dilakukan pada proses elongasi, pertama adalah pengikatan tRNA pada sisi A yang ada di ribosom. Pemidahan tersebut akan membentuk ikatan peptida.3. Terminasi : Translasi akan berakhir pada waktu salah satu dari ketiga kodon terminasi (UAA, UGA, UAG) yang ada pada mRNA mencapai posisi A pada ribosom. Pada E coli ketiga sinyal penghentian proses translasi tersebut dikenali oleh suatu protein yang disebut release factor (RF). Penempelan RF pada kodon terminasi tersebut mengaktifkan enzim peptidil transferase yang menghidrolisis ikatan antara polipeptida dengan tRNA pada sisi P dan menyebabkan tRNA yang kosong mengalami translokasi ke sisi E (exit). Translasi adalah proses penerjemahan urutan nukleotida yang ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein. RNA yang ditranslasi adalah mRNA, sedangkan tRNA dan rRNA tidak ditranslasi. Molekul rRNA adalah salah atau molekul penyusun ribosom yaitu organel tempat berlangsungnya sintesisi protein, sedangkan tRNA adalah pembawa asamasam amino yang akan disambungkan menjadi rantai polipeptida. Beberapa tipe RNA yang disintesis di nukleus pada sel eukariot, yang menarik sebagai berikut: 1. messenger RNA (mRNA). mRNA kemudian bisa ditranslasi menjadi polipeptida. 2. ribosomal RNA (rRNA). rRNA digunakan untuk membangun ribosom, yaitu mesin untuk mensintesis protein pada saat translasi mRNA. 3. transfer RNA (tRNA), yaitu molekul RNA yang membawa asam amino selama pembentukan polipeptida. 4. small nuclear RNA (snRNA). Transkripsi DNA dari gen menjadi mRNA, rRNA, dan tRNA menghasilkan molekul prekursor dengan struktur yang besar disebut "primary transcripts". Molekul ini harus diproses dalam nukleus untuk menghasilkan molekul fungsional untuk diekspor ke sitosol. Beberapa tahapan proses ini banyak melibatkan snRNA. 5. microRNA (miRNA). Molekul RNA yang sangat kecil (~22 nukleotida) yang terlihat pada regulasi ekspresi mRNA. Molekul mRNA merupakan transkrip urutan DNA yang menysusun suatu gen dalam bentuk ORF (open reading frame, kerangka baca terbuka). Ciri-ciri ORF: 1. Kodon inisasi translasi, yaitu ATG (pada DNA) atau AUG (pada mRNA) 2. Serangkaian urutan nukleotida yang menyusun banyak kodon 3. Kodon terminasi translasi yaitu TAA, TAG, TGA (pada DNA) atau UAA, UAG, UGA (pada RNA).Kodon (kode genetik) adalah urutan nukloetida yang terdiri dari 3 nukloetida berurutan sehingga sering disebut sebagai triplet codon yang menyandi suatu asam amino tertentu. Kodon inisiasi translasi merupakan kodon untuk asam amino metionin yang mengawali struktur suatu polipeptida (protein). Pada prokariot, asam amino awal tidak berupa metionin tetapi formil metionin (fMet). Dalam proses translasi, rangkaian nukleotida pada mRNA akan dibaca tiap tiga nukleotida sebagai satu kodon untuk satu asam amino, dan pembacaan dimulai dari urutan kodon metionin. Translasi berlangsung di dalam ribosom, ribosom disusun oleh molekul-molekul rRNA dan beberapa macam protein. Ribosom tersusun atas dua subunit yaitu subunit kecil dan subunit besar. Pada prokariot, riosom tersebar di seluruh bagian sel, sedangkan pada eukariot ribosom terletak di sitoplsma kususnya pada bagian permukaan membran retikulum endoplasma. Pada prokariot, translasi sudah dimulai sebelum proses transkripsi (sintesis mRNA) selesai dilakukan. Dengan demikian proses transkripsi dan translasi berlangsung hampir serempak. Sebaliknya, pada eukariot proses translasi baru dapat berlangsung jika proses transkripsi (sintesis mRNA yang matang) sudah selesai dilakukan. Proses transkripsi pada eukariot berlangsung di dalam inti sel, sedangkan translasi berlangsung dalam ribosom yang ada di dalam sitoplasma. Setelah sintesis mRNA selesai, selanjuttnya mRNA keluar dari inti sel menuju sitoplasma untuk bergabung dengan ribosom.Proses Translasi Proses translasi berlangsung melalaui 3 tahapan utama: 1. Inisiasi (initiation) 2. Pemanjangan (elongation) poli-asam amino 3. Pengakhiran (termination). Perangkat translasi yaitu molekul tRNA (aminoasil tRNA) yang berfungsi membawa asam amino spesifik. Terdapat sekitar 20 macam tRNA yang masingmasing membawa asam amino spesifik karena di alam ada sekitar 20 asam amino yang menyusun protein alami. Enzim yang mengikatkan antar-asam amino adalah aminoasil tRNA sintetase. Inisiasi, Ada beberapa perbedaan dalam hal proses inisiasi translasi antara prokariot dengan eukariot. Pada eukariot kodon inisiasi adalah metionin, sedangkan pada prokariot adalah formil-metionin/fMet. Molekul tRNA inisiator disebut tRNAiMet. Ribosom bersama-sama dengan tRNAiMet dapat menemukan kodon awal dengan cara berikatan dengan ujung 5 (tudung) kemudian melakukan scanning transkrip ke arah 3 (arah 5 3) sampai menemukan start kodon (AUG). selama scanning, ribosom memulai translasi pada waktu menjumpai sekuen konsensus CCRCCCAUGG (R adalah purin: A/G).Elongasi Proses elongasi terjadi dalam 3 tahapan: 1. Pengikatan aminoasil-tRNA pada sisi A (aminoasil) yang ada di ribosom 2. Pemindahan rantai polipeptida yang tumbuh dari tRNA yang ada pada sisi P (peptidil) ke arah sisi A dengan membentuk ikatan peptida 3. Translokasi ribosom sepanjang mRNA ke posisi kodon selanjutnya yang ada di sisi A.Proses pemanjangan polipeptida berlangsung sangat cepat. Pada E. coli sintesis polipeptida yang terdiri dari atas 300 asam amino hanya memelrukan waktu selama 15 detik. Ribosom membaca kodon-kodon pada mRNA dari ujung 5 3. Hasil proses translasi adlah molekul poliptida yang mempunyai ujung amino dan ujung karboksil. Ujung amino adalaah ujung uang pertama kali disntesis dan merupakan hasil penerjemahan kodon yang terletak pada ujung 5 pada mRNA, sedangkan ujung yang terakhir disitesis adlah gugus karboksil, hasil terjemahan kodn yang terletak pada ujung 3 pada mRNA.Terminasi Translasi akan berakhir pada waktu salah satu dari ketiga kodon terminasi (UAA, UGA, UAG) yang ada pada mRNA mencapai posisi A pada ribosom. Dalam keadaan normal, tidak ada aminoasil-tRNA yang membawa asam amino sesuai dengan ketiga kodon tersebut. Oleh karena itu, jika ribosom mencapai salah satu dari ketiga kodon terminasi tersebut, maka proses translasi berakhir. Proses Pasca-Translasi Selama proses translasi dan sesudahnya, rantai polipeptida yang terbentuk mulai menggulung dan melipat secara spontan membentuk protein fungsional dengan konformasi yang spesifik. Konformasi ini berupa suatu molekul tiga dimensi dengan struktur skunder dan tersier. Pelipatan protein dibantu oleh suatu protein chaperon. Langkah tambahan yang dilakukan sebelum dikirim ke target adalah memberikan modifikasi secara kimiawi. Pada asam amino tertentu dilakukan penambahan gula, lipid, gugus fosfat atau penambahan-penambahan lain. Pada beebrapa kasus, rantai polipetida tunggal dapat membelah secara enzimatik menjadi dua atau lebih potongan, missal insulin. Protein insulin pertama kali disintesis sebagai rantai polipeptida tunggal tetapi menjadi aktif hanya setelah suatu enzim menghilangkan bagian tengah dari rantai tersebut, membentuk protein yang terdiri dari 2 rantai peptida yang terhubung dengan jembatan sulfida. Polipeptida sinyal mengarahkan beberapa polipeptida eukariotik ke tujuan spesifik di dalam sel. Protein yang akan tetap berada dalam sitosol dibuat pada ribosom bebas. Protein yang ditujukan untuk membrane atau untuk diekspor dari sel , disintesis pada ribosom yang terikat RE. Partikel pengenlan-sinyal mengikatkan diri pada urutan sinyal pada ujung leading dari polipeptida yang sedang tumbuh, yang membuat ribosom dapat mengingkatkan diri pada RE.

Infark Miokard Definisi Infark adalah area nekrosis koagulasi pada jaringan akibat iskemia lokal, disebabkan oleh obstruksi sirkulasi ke daerah itu, paling sering karena trombus atau embolus (Dorland, 2002). Iskemia terjadi oleh karena obstruksi, kompresi, ruptur karena trauma dan vasokonstriksi. Obstruksi pembuluh darah dapat disebabkan oleh embolus, trombus atau plak aterosklerosis. Kompresi secara mekanik dapat disebabkan oleh tumor, volvulus atau hernia. Ruptur karena trauma disebabkan oleh aterosklerosis dan vaskulitis. Vaskokonstriksi pembuluh darah dapat disebabkan obat-obatan seperti kokain (Wikipedia, 2010). Infark miokard adalah perkembangan cepat dari nekrosis otot jantung yang disebabkan oleh ketidakseimbangan antara suplai dan kebutuhan oksigen (Fenton, 2009). Klinis sangat mencemaskan karena sering berupa serangan mendadak umumya pada pria 35-55 tahun, tanpa gejala pendahuluan (Santoso, 2005). Otot jantung diperdarahi oleh 2 pembuluh koroner utama, yaitu arteri koroner kanan dan arteri koroner kiri. Kedua arteri ini keluar dari aorta. Arteri koroner kiri kemudian bercabang menjadi arteri desendens anterior kiri dan arteri sirkumfleks kiri. Arteri desendens anterior kiri berjalan pada sulkus interventrikuler hingga ke apeks jantung. Arteri sirkumfleks kiri berjalan pada sulkus arterio-ventrikuler dan mengelilingi permukaan posterior jantung. Arteri koroner kanan berjalan di dalam sulkus atrio-ventrikuler ke kanan bawah (Oemar, 1996). Etiologi dan Faktor Resiko Menurut Alpert (2010), infark miokard terjadi oleh penyebab yang heterogen, antara lain:Tipe Infark Miokard1. Infark miokard tipe 1 Infark miokard secara spontan terjadi karena ruptur plak, fisura, atau diseksi plak aterosklerosis. Selain itu, peningkatan kebutuhan dan ketersediaan oksigen dan nutrien yang inadekuat memicu munculnya infark miokard. Hal-hal tersebut merupakan akibat dari anemia, aritmia dan hiper atau hipotensi. 2. Infark miokard tipe 2 Infark miokard jenis ini disebabkan oleh vaskonstriksi dan spasme arteri menurunkan aliran darah miokard. 3. Infark miokard tipe 3 Pada keadaan ini, peningkatan pertanda biokimiawi tidak ditemukan. Hal ini disebabkan sampel darah penderita tidak didapatkan atau penderita meninggal sebelum kadar pertanda biokimiawi sempat meningkat.4. a. Infark miokard tipe 4a Peningkatan kadar pertanda biokimiawi infark miokard (contohnya troponin) 3 kali lebih besar dari nilai normal akibat pemasangan percutaneous coronary intervention (PCI) yang memicu terjadinya infark miokard.b. Infark miokard tipe 4b Infark miokard yang muncul akibat pemasangan stent trombosis.5. Infark miokard tipe 5 Peningkatan kadar troponin 5 kali lebih besar dari nilai normal. Kejadian infark miokard jenis ini berhubungan dengan operasi bypass koroner.Ada empat faktor resiko biologis infark miokard yang tidak dapat diubah, yaitu usia, jenis kelamin, ras, dan riwayat keluarga. Resiko aterosklerosis koroner meningkat seiring bertambahnya usia. Penyakit yang serius jarang terjadi sebelum usia 40 tahun. Faktor resiko lain masih dapat diubah, sehingga berpotensi dapat memperlambat proses aterogenik (Santoso, 2005). Wanita agaknya relatif kebal terhadap penyakit ini sampai menopause, dan kemudian menjadi sama rentannya seperti pria. Hal diduga karena adanya efek perlindungan estrogen (Santoso, 2005). Abnormalitas kadar lipid serum yang merupakan faktor resiko adalah hiperlipidemia. Hiperlipidemia adalah peningkatan kadar kolesterol atau trigliserida serum di atas batas normal. The National Cholesterol Education Program (NCEP) menemukan kolesterol LDL sebagai faktor penyebab penyakit jantung koroner. Hipertensi adalah peningkatan tekanan darah sistolik sedikitnya 140 mmHg atau tekanan diastolik sedikitnya 90 mmHg. Peningkatan tekanan darah sistemik meningkatkan resistensi vaskuler terhadap pemompaan darah dari ventrikel kiri. Akibatnya kerja jantung bertambah, sehingga ventrikel kiri hipertrofi untuk meningkatkan kekuatan pompa. Bila proses aterosklerosis terjadi, maka penyediaan oksigen untuk miokard berkurang. Tingginya kebutuhan oksigen karena hipertrofi jaringan tidak sesuai dengan rendahnya kadar oksigen yang tersedia (Brown, 2006). Merokok meningkatkan resiko terkena penyakit jantung kororner sebesar 50%. Seorang perokok pasif mempunyai resiko terkena infark miokard. Di Inggris, sekitar 300.000 kematian karena penyakit kardiovaskuler berhubungan dengan rokok (Ramrakha, 2006). Obesitas meningkatkan resiko terkena penyakit jantung koroner. Sekitar 25-49% penyakit jantung koroner di negara berkembang berhubungan dengan peningkatan indeks masa tubuh (IMT). Overweight didefinisikan sebagai IMT > 25-30 kg/m2 dan obesitas dengan IMT > 30 kg/m2 . Faktor psikososial seperti peningkatan stres kerja, rendahnya dukungan sosial, personalitas yang tidak simpatik, ansietas dan depresi secara konsisten meningkatkan resiko terkena aterosklerosis (Ramrakha, 2006). Resiko terkena infark miokard meningkat pada pasien yang mengkonsumsi diet yang rendah serat, kurang vitamin C dan E, dan bahan-bahan polisitemikal. Mengkonsumsi alkohol satu atau dua sloki kecil per hari ternyata sedikit mengurangi resiko terjadinya infark miokard. Namun bila mengkonsumsi berlebihan, yaitu lebih dari dua sloki kecil per hari, pasien memiliki peningkatan resiko terkena penyakit (Beers, 2004).Mekanisme Miokard InfarkPatologi Kejadian infark miokard diawali dengan terbentuknya aterosklerosis yang kemudian ruptur dan menyumbat pembuluh darah. Penyakit aterosklerosis ditandai dengan formasi bertahap fatty plaque di dalam dinding arteri. Lamakelamaan plak ini terus tumbuh ke dalam lumen, sehingga diameter lumen menyempit. Penyempitan lumen mengganggu aliran darah ke distal dari tempat penyumbatan terjadi (Ramrakha, 2006).Faktor-faktor seperti usia, genetik, diet, merokok, diabetes mellitus tipe II, hipertensi, reactive oxygen species dan inflamasi menyebabkan disfungsi dan aktivasi endotelial. Pemaparan terhadap faktor-faktor di atas menimbulkan injury bagi sel endotel. Akibat disfungsi endotel, sel-sel tidak dapat lagi memproduksi molekul-molekul vasoaktif seperti nitric oxide, yang berkerja sebagai vasodilator, anti-trombotik dan anti-proliferasi. Sebaliknya, disfungsi endotel justru meningkatkan produksi vasokonstriktor, endotelin-1, dan angiotensin II yang berperan dalam migrasi dan pertumbuhan sel (Ramrakha, 2006). Leukosit yang bersirkulasi menempel pada sel endotel teraktivasi. Kemudian leukosit bermigrasi ke sub endotel dan berubah menjadi makrofag. Di sini makrofag berperan sebagai pembersih dan bekerja mengeliminasi kolesterol LDL. Sel makrofag yang terpajan dengan kolesterol LDL teroksidasi disebut sel busa (foam cell). Faktor pertumbuhan dan trombosit menyebabkan migrasi otot polos dari tunika media ke dalam tunika intima dan proliferasi matriks. Proses ini mengubah bercak lemak menjadi ateroma matur. Lapisan fibrosa menutupi ateroma matur, membatasi lesi dari lumen pembuluh darah. Perlekatan trombosit ke tepian ateroma yang kasar menyebabkan terbentuknya trombosis. Ulserasi atau ruptur mendadak lapisan fibrosa atau perdarahan yang terjadi dalam ateroma menyebabkan oklusi arteri (Price, 2006). Penyempitan arteri koroner segmental banyak disebabkan oleh formasi plak. Kejadian tersebut secara temporer dapat memperburuk keadaan obstruksi, menurunkan aliran darah koroner, dan menyebabkan manifestasi klinis infark miokard.Gejala Klinis Nyeri dada penderita infark miokard serupa dengan nyeri angina tetapi lebih intensif dan berlangsung lama serta tidak sepenuhnya hilang dengan istirahat ataupun pemberian nitrogliserin (Irmalita, 1996). Angina pektoris adalah jeritan otot jantung yang merupakan rasa sakit pada dada akibat kekurangan pasokan oksigen miokard. Gejalanya adalah rasa sakit pada dada sentral atau retrosentral yang dapat menyebar ke salah satu atau kedua tangan, leher dan punggung. Faktor pencetus yang menyebabkan angina adalah kegiatan fisik, emosi berlebihan dan terkadang sesudah makan. Hal ini karena kegiatan tersebut mencetuskan peningkatan kebutuhan oksigen. Namun, sakit dada juga sering timbul ketika pasien sedang beristirahat (Hanafiah, 1996). Rasa nyeri hebat sekali sehingga penderita gelisah, takut, berkeringat dingin dan lemas. Pasien terus menerus mengubah posisinya di tempat tidur. Hal ini dilakukan untuk menemukan posisi yang dapat mengurangi rasa sakit, namun tidak berhasil. Kulit terlihat pucat dan berkeringat, serta ektremitas biasanya terasa dingin (Antman, 2005). Pada fase awal infark miokard, tekanan vena jugularis normal atau sedikit meningkat (Irmalita, 1996). Pulsasi arteri karotis melemah karena penurunan stroke volume yang dipompa jantung (Antman, 2005). Volume dan denyut nadi cepat, namun pada kasus infark miokard berat nadi menjadi kecil dan lambat. Bradikardi dan aritmia juga sering dijumpai. Tekanan darah menurun atau normal selama beberapa jam atau hari. Dalam waktu beberapa minggu, tekanan darah kembali normal (Irmalita, 1996). Dari ausklutasi prekordium jantung, ditemukan suara jantung yang melemah. Pulsasinya juga sulit dipalpasi.Diagnosis Menurut Irmalita (1996), diagnosis IMA ditegakkan bila didapatkan dua atau lebih dari 3 kriteria, yaitu 1. Adanya nyeri dada Sakit dada terjadi lebih dari 20 menit dan tidak hilang dengan pemberian nitrat biasa. 2. Perubahan elektrokardiografi (EKG) Nekrosis miokard dilihat dari 12 lead EKG. Selama fase awal miokard infark akut, EKG pasien yang mengalami oklusi total arteri koroner menunjukkan elevasi segmen ST. Kemudian gambaran EKG berupa elevasi segmen ST akan berkembang menjadi gelombang Q. Sebagian kecil berkembang menjadi gelombang non-Q. Ketika trombus tidak menyebabkan oklusi total, maka tidak terjadi elevasi segmen ST. Pasien dengan gambaran EKG tanpa elevasi segmen ST digolongkan ke dalam unstable angina atau Non STEMI (Cannon, 2005). 3. Peningkatan petanda biokimia. Pada nekrosis miokard, protein intraseluler akan masuk dalam ruang interstitial dan masuk ke sirkulasi sistemik melalui mikrovaskuler lokal dan aliran limfatik (Patel, 1999). Oleh sebab itu, nekrosis miokard dapat dideteksi dari pemeriksaan protein dalam darah yang disebabkan kerusakan sel. Protein-protein tersebut antara lain aspartate aminotransferase (AST), lactate dehydrogenase, creatine kinase isoenzyme MB (CK-MB), mioglobin, carbonic anhydrase III (CA III), myosin light chain (MLC) dan cardiac troponin I dan T (cTnI dan cTnT) (Samsu, 2007). Peningkatan kadar serum protein-protein ini mengkonfirmasi adanya infark miokard (Nigam, 2007).

Referensi :Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff., M., Roberts, K., Walter, P., 2008, Molecular Biology of The Cell, 5th Edition, Garland Science, Taylor&Francis Group Campbell, N.A., Reece, J.B., dan Mitchell, L.G., 2002, Biologi, Edisi 5, Jilid 1, Erlangga, Jakarta Lodish, H., 2003, Molecular Cell Biology, 5th Ed., Freeman Yuwono, T., 2005, Biologi Molekular, Erlangga, JakartaSiregar, YF. Infark Miokard. 2011. http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/22069/4/Chapter%20II.pdf.