Penulis 
Loading...
Loading...
Manfaat dan Fungsi Protein pada Tumbuhan
Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti
"yang paling utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul
tinggi yang merupakanpolimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan
satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon,
hidrogen, oksigen,nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein
berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus.
Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain
polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk
hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak
diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun
1838.
Protein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul
tinggi yang merupakan polimer darimonomer monomer asam amino yang dihubungkan
satu sama lain dengan ikatan peptida. Tumbuhan menyerap unsur-unsur hara dalam
tanah melalui akar dan disalurkan keseluruh bagian tanaman sampai ke daun
sehingga tumbuhan membentuk protein danmelakukan perombakan (proses
katabolisme). Nitrogen berperan dalam pembentukan sel , jaringan, dan organ
tanaman. Ia berfungsi sebagai sebagai bahan sintetis klorofil, protein, dan
asam amino. Karena itu kehadirannya dibutuhkan dalam jumlah besar, terutama
saat pertumbuhan vegetatif. Dalam unsur-unsur tersebut mengandung unsure
Nitrogen yang merupakan unsure pembentuk pada protein. Unsur Nitrogen yang
terdapat pada protein adalah 16% dari protein tersebut. Yang banyak tersimpan
pada pucuk dan daun muda. Dan masih banyak lagi unsur-unsur yang merupakan pembentuk
dari protein yang tersedia pada tumbuhan.Yang banyak tersimpan pada pucuk dan
daun muda. Dan masih banyak lagi unsur-unsur yang merupakan pembentuk dari
protein yang tersedia pada tumbuhan.
Protein pada bagian tubuh tanaman terdapat hampir dalam
seluruh bagian tubuh tumbuhan. Protein ditemukan pada daun muda dan pada bagian
tubuh lainnya seperti polong, dan buah.
Beberapa penelitian menunjukkan keberadaan protein yang
memiliki letak berbeda-beda pada tumbuhan. Pada famili serealia seperti gandum,
padi, polong-polongan dan jagung proten berada pada bagian bijinya. Pada
tanaman tembakau, protein banyak ditemukan dibagian daunnya. Sedangkan pada
kantong semar, protein banyak ditemukan pada bagian antara batang dengan bunga,
selain itu pada buah petai terdapat kandungan protein yang tinggi .
Terbentuknya protein bermula dari proses anabolisme dan kemudian
dirombak pada tumbuhan tersebut melalui proses katabolisme. Pada tumbuhan
protein dapat dilihat dari kandungan Nitrogen pada tumbuhan. Kandungan Nitrogen
merupakan unsur yang dominan mempengaruhi pertumbuhan tanaman tersebut.
Sehingga tanaman sangat memerlukan Nitrogen untuk pembentukan protein pada
tanaman dan apabila kekurangan Nitrogen dapat diartikan sebagai kekurangan
protein.
Protein konjugasi merupakan protein sederhana yang terikat
dengan baha-bahan non-asam amino. Nukleoprotein terdaoat dalam inti sel dan
merupakan bagian penting DNA dan RNA. Nukleoprotein adalah kombinasi protein
dengan karbohidrat dalam jumlah besar. Lipoprotein terdapat dalam plasma-plasma
yang terikat melalui ikatan ester dengan asam fosfat sepertu kasein dalam susu.
Metaloprotein adalah protein yang terikat dengan mineral seperti feritin dan
hemosiderin adalah protein dimana mineralnya adalah zat besi, tembaga dan seng.
Protein jika dihidrolisis dengan asam atau basa akan menjadi
asam amino. Hal ini dapat membuktikan bahwa molekul penyusun protein adalah
asam amino.
Ditinjau
dari strukturnya, protein dapat dibagi dalam 2 golongan yaitu:
Protein sederhana yang merupakan protein yang hanya terdiri
atas molekul-molekul asam amino
Protein gabungan yang merupakan protein yang terdiri atas
protein dan gugus bukan protein. Gugus ini disebut gugus prostetik dan terdiri
atas karbohidrat, lipid atau asam nukleat.
Struktur Protein
Struktur protein lainnya yang juga dikenal adalah domain.
Struktur ini terdiri dari 40-350 asam amino. Protein sederhana umumnya hanya
memiliki satu domain. Pada protein yang lebih kompleks, ada beberapa domain
yang terlibat di dalamnya. Hubungan rantai polipeptida yang berperan di
dalamnya akan menimbulkan sebuah fungsi baru berbeda dengan komponen
penyusunnya. Bila strukturdomain pada struktur kompleks ini berpisah, maka
fungsi biologis masing-masing komponen domain penyusunnya tidak hilang. Inilah
yang membedakan struktur domain dengan struktur kuartener. Pada struktur
kuartener, setelah struktur kompleksnya berpisah, protein tersebut tidak
fungsional.
Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa
struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga),
dan kuartener (tingkat empat).
Struktur Primer
Struktur primer protein merupakan urutan asam amino penyusun
protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida). Frederick Sange
rmerupakan ilmuwan yang berjasa dengan temuan metode penentuan deret asam amino
pada protein, dengan penggunaan beberapa enzimprotease yang mengiris ikatan
antara asam amino tertentu,menjadi fragmen peptida yang lebih pendek untuk
dipisahkan lebih lanjut dengan bantuankertas kromatografik. Urutan asam amino
menentukan fungsi protein, pada tahun1957, Vernon Ingram menemukan bahwa
translokasi asam amino akan mengubah fungsi protein, dan lebih lanjut
memicumutasi genetik.
Struktur Sekunder
Struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal
dari berbagai rangkaian asamamino pada protein yang distabilkan oleh ikatan
hidrogen. Berbagai bentuk struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut:
Alpha helix(α-helix, “puntiran-alfa”), berupa pilinan rantai asam-asam amino
berbentuk seperti spiral; Beta-sheet (β- sheet, “lempeng-beta”), berupa
lembaran-lembaran lebar yang tersusundari sejumlah rantai asam amino yang
saling terikat melalui ikatan hidrogen atauikatan tiol (S-H); Beta a-turn,
(β-turn, “lekukan-beta”); dan Gamma-turn, (y-turn, “lekukan-gamma”).
Struktur Tersier
Struktur tersier yang merupakan gabungan dari aneka ragam
dari struktur sekunder.Struktur tersier biasanya berupa gumpalan. Beberapa
molekul protein dapat berinteraksisecara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk
oligomer yang stabil (misalnya dimer,trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur
kuartener.
Struktur Kuartener
Struktur kuartener, beberapa protein tersusun atas lebih
dari satu rantai polipeptida. Struktur kuartener menggambarkan subunit-subunit
yang berbeda dipak bersama-sama membentuk struktur protein.
Jenis Protein
Protein yang terdapat pada makhluk hidup memiliki jenis yang
berbeda dan memiliki fungsi masing-masing. Protein yang dihasilkan oleh
tumbuhan berbeda – beda dapat dicontohkan pada beberapa tanaman sebagai
berikut:
Protein prolamin banyak terdapat pada tanaman
biji-bijian/sereal seperti beras polong polongan dan jagung, tidak memiliki
lysine. Pada tanaman polong/kacang-kacangan yang mayoritas mengandung protein
yaitu protein globulin, kekurangan cysteine, danmethionine. Protein ini
memiliki asam amino yang esensial. Selain itu Menurut Davidson,tanaman memiliki
unsur kimia yang dapat melindungi mereka dari herbivora pemakan daun seperti
jenis serangga tertentu dan monyet.hal ini menunjukan bahwa tanaman memiliki
kandungan protein sebagai pelindung dirinya dari serangan organism pengganggu.
Klasifikasi protein
Berdasarkan bentuknya, protein dibedakan menjadi 2 jenis
yaitu protein serabut dan globular.
Protein bentuk serabut (fibrous)
Karakteristik protein bentuk serabut adalah rendahnya daya
larut, mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi untuk tahan terhadap enzim
pencernaan. Kolagen merupakan protein utama jaringan ikat. Elasti terdapat
dalam urat, otot, arteri (pembuluh darah) dan jaringan elastis lain. Keratini
adalah protein rambut dan kuku. Miosin merupakan protein utama serat otot.
Protein globuler
Berbentuk bola terdapat dalam cairan jaringan tubuh. Protein
ini larut dalam larutan garam dan encer, mudah berubah dibawah pengaruh suhu,
konsentrasi garam dan mudah denaturasi. Albumin terdapat dalam telur, susu,
plasma, dan hemoglobin. Globulin terdapat dalam otot, serum, kuning telur, dan
gizi tumbuh-tumbuhan. Histon terdapat dalam jaringan-jaringan seperti timus dan
pancreas. Protamin dihubungkan dengan asam nukleat.
Menurut
kelarutannya, protein globuler dibagi menjadi :
Albumin
:
larut dalam air terkoagulasi oleh panas.
Contoh : albumin telur, albumin serum.
Globulin
:
tak larut air, terkoagulasi oleh panas, larut dalam larutan garam, mengendap
larutan garam, konsentrasi meningkat.
Contoh : Ixiosinogen dalam otot.
Glutelin
:
tak larut dalam pelarut netral tapi tapi larut dalam asam atau basa encer.
Contoh : Histo dalam Hb.
Plolamin/Gliadin
:
larut dalam alcohol 70-80% dasn tak larut dalam air maupun alcohol absolut.
Contoh : prolaamin dalam gandum.
Histon
:
Larut dalam air dasn tak larut dalam ammonia encer.
Contoh : Hisron dalam Hb.
Protamin
:
protein paling sederhana dibanding protein-protein lain, larut dalam air dan
tak
terkoagulasi oleh panas.
Contoh : salmin dalam ikatan salmon.
Ciri Utama Protein
Ciri-ciri
utama molekul protein yaitu:
Umumnya terjadi atas 20 macam asam amino yang berikatan
secara kovalen dalam variasiurutan yang bermacam-macam, membentuk suatu rantai
polipeptida.
Terdapat ikatan kimia lain yang menyebabkan terbentuknya
lengkungan-lengkungan rantai polipeptida menjadi struktur tiga dimensi protein.
Strukturnya tidak stabil terhadap beberapa faktor seperti
pH, dll.
Umumnya reaktis sangat speifik hal ini disebabkan karena
adanya gugus samping yang reaktif dan susunan khas struktur makromolekulnya.
Komposisi Protein
Protein terdiri dari karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen,
dan, dalam beberapa kasus, belerang. Protein adalah satu-satunya senyawa
organic yang mengandung nitrogen,sebuah fakta yang menjadikannya kedua penting
dan berpotensi beracun.Asam amino merupakan unit dasar struktur protein.
Beberapa dari asam amino ini dapat synthesized lain dari asam amino (disebut
sebagai nonessential asam amino), sementara beberapa harus diperoleh dari
makanan (disebut sebagai asam amino essensial).
Struktur asam amino dan nama asam amino penyusun protein
Asam amino yang terjadi secara alami sebagai penyusun protein mempunya igugus
amino (NH2) dan gugus karboksilat (COOH) yang terikat pada atom yang sama yaitu
pada atom karbon alfa. Oleh karena itu asam amino ini disebut asamα-amino.
Sintesis Protein
Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode
genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai
cetakan bagitranslasi yang dilakukan ribosom. Sampai tahap ini, protein masih
"mentah", hanya tersusun dari asam amino proteinogenik. Melalui
mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh
secara biologi.
Informasi didalam gen ditentukan oleh rangkaian linear
nukleotida pada DNA. Suatu gen tunggal mungkin mempunyai panjang ratusan ribu
nukleotida. DNA tidak membentuk protein secara langsung, DNA memberikan
perintah perangkat sintesis protein dalam bentuk RNA. Proses pembentukan
salinan RNA dari DNA adalah transkipsi. Setelah DNA ditranskripsikan di dalam
nukleus RNA bergerak ke sitoplasma. Proses penggunaan informasi di RNA untuk
menyintesis protein adalah translasi. Dan translasi berlangsung di sitoplasma.
Sintesis protein secara singkat dapat didefinisikan sebagai
proses penerjemahan informasi yang ada pada DNA (sumber materi genetik) yang
mengkode asam-asam amino sehingga menjadi rantai peptida (rantai protein). Akan
tetapi, pengertian yang semacam bisa didapati berbeda, tergantung dari sumber
yang digunakan sebagai acuan meskipun isinya sebenarnya sama saja.
Komponen yang berperan dalam sintesis protein adalah inti
sel, RE kasar, Ribosom (rRNA), mRNA, tRNA, RNA polimerase.
Inti sel
Inti sel merupakan lokasi dimana sumber informasi genetik
berada, yaitu DNA. Jadi, informasi yang akan diterjemahkan pada sintesis
protein berasal dari inti sel.
RE kasar dan Ribosom (rRNA)
RE kasar merupakan lokasi dimana ribosom melekat. Selain
itu, rRNA atau Ribosomal RNA merupakan tempat terjadinya sintesis protein
tRNA (RNA transfer)
tRNA merupakan salah satu jenis RNA yang bertugas untuk
mengikat asam amino dari sitoplasma dan menggabungkannya dengan asam amino lain
pada tahapan sintesis protein.
RNA polimerase
RNA polimerase merupakan enzim yang berperan dalam proses perangkaian
molekul RNA dari molekul DNA.
Tahapan Sintesis Protein
Sintesis protein secara garis besar dibagi menjadi dua
tahapan utama, yaitu proses pembuatan molekul mRNA pada inti sel (transkripsi)
dan proses penerjemahan mRNA oleh rRNA serta perangkaian asam amino di ribosom
(translasi).
Transkripsi
Transkripsi terjadi di inti sel. Pada tahapa ini, RNA
polimerase akan melekat pada rantai DNA sehingga rantai membuka. Salah satu
rantai DNA yang akan diterjemahkan (DNA template/rantai sense) mulai
mendapatkan basa pasangannya, sehingga tercipta rantai komplemen. Rantai
komplemen inilah yang kemudian akan menjadi mRNA (messenger RNA).
Catatan: pada
proses pembuatan mRNA, kode A pada rantai sense akan berkomplemen dengan kode U
(urasil), bukan T atau timin seperti pada DNA.
RNA polimerase selanjutnya akan bergerak sepenjang rantai
DNA hingga kode-kode yang diperlukan selesai diterjemahkan menjadi mRNA primer.
Peristiwa ini hanya terjadi pada rantai sense atau DNA template saja, sedangkan
pada rantai antisense atau DNA non-template tidak akan terjadi. Setelah
selesai, mRNA primer akan dilepaskan dan selanjutnya akan melalui beberapa
proses.
Catatan: mRNA
terdiri dari dua macam kode, yaitu ekson dan intron. Ekson adalah kode yang
dipakai, sedangkan intron akan dibuang. mRNA matang selanjutnya akan ditransfer
ke sitoplasma untuk menuju tahapan selanjutnya, yaitu translasi di ribosom.
Translasi
Tahapan translasi merupakan tahapan dimana mRNA matang dari
dalam inti sel yang telah ditransfer ke sitoplasma, tepatnya diribosom, segera
diterjemahkan.
Translasi
sendiri terdiri dari tiga tahapan, yaitu inisiasi, elongasi dan terminasi.
Inisiasi
Pada saat mRNA sampai di ribosom, proses pertama kali yang
terjadi adalah inisiasi. Yaitu proses pengenalan kodon (pasangan 3 kode: cth.
UAA, AUG), yang dimana sintesis akan dimulai dari kodon pemula (kodon start)
yang merupakan asam amino Metionin, dengan kode AUG. Setelah kodon ini terbaca,
asam amino pertama akan berada diribosom untuk selanjutnya digabungkan dengan
asam amino selanjutnya.
Asam amino berada bebas disitoplasma dan dibawa menuju
ribosom oleh RNA transfer atau tRNA.
Elongasi
Elongasi merupakan proses kelanjutan dari inisiasi. Pada
tahapan ini, kodon akan terus dibaca dan tRNA akan terus menerus membawa asam
amino ke ribosom sesuai dengan kodon yang ada pada mRNA. Pada proses elongasi,
ribosom biasanya akan berada pada posisi agregat atau kumpulan. Dua atau lebih
ribosom akan melekat pada rantai mRNA secara bersama-sama sehingga terlihat
seperti sedang bergerombol. Fenomena ribosom yang berkelompok ini disebut
dengan polisom dan fungsinya adalah mempercepat proses sintesis protein.
Terminasi
Terminasi merupakan proses terakhir dari translasi. Proses
ini mulai terjadi ketika kodon yang terbaca adalah kodon-kodon yang mengkode
berhentinya sintesis protein. Kodon ini dinamakan dengan kodon stop, yang
terdiri dari tiga kodon yaitu UAA, UAG, dan UGA. Ketika salah satu kodon-kodon
tersebut terbaca, faktor pelepas akan memberhentikan proses sintesis rantai
asam amino. Proses terminasi diakhiri dengan terbentuknya rantai asam amino
yang sangat panjang, atau lebih sering dinamakan dengan rantai polipeptida.
Penamaan ini didasarkan pada ikatan antara satu asam amino dengan asam amino
lainnya yang dinamakan dengan ikatan peptida. Rantai polipeptida inilah yang
kita sebut dengan protein, lebih tepatnya protein primer. Protein atau rantai
polipeptida dari hasil sintesis protein merupakan rantai protein primer.
Protein ini harus mengalami modifikasi agar bisa digunakan dalam tubuh. Proses
modifikasi akan dilakukan dibadan golgi setelah ditransfer dari retikulum
endoplasma.
Protein
pada tanaman memiliki berbagai fungsi antara lain:
-Protein adalah enzim atau subunit enzim, misal
ribonuklease, tripsin.
-Protein memiliki peran dalam fungsi mekanis, misal protein
yang membentuk batang dan sendisitoskeleton3.
-Protein terlibat dalam sistem imun sebagai antibodi,
misalTrombin.
-Protein sebagai sistem pengendali hormon, misal insulin,
hormon auksin.
-Protein sebagai komponen penyimpanan atau nutrient, misal
kasein(susu),ovalgumin (telur),gliadin (gandum) dan transportasi hara pada
tumbuhan.
-Protein sebagai salah satu sumber gizi dan berperan sebagai
sumber asam amino bagi organisme yang tidak memiliki kemampuan dalam membentuk
asam amino tersebut (heterotrof).
Ciri-Ciri
Tumbuhan yang Kekurangan Protein
Kekurangan protein pada tanaman sama dengan kekurangan
Nitrogen karena pada tanaman terdapat 16% Nitrogen penyusun protein gejala
kekurangannya yaitu:
-Tanaman tumbuh kerdil.
-Daun menguning karena kekurangan klorofil. Lebih lanjut
mengering dan rontok.
-Tulang-tulang di bawah permukaan daun muda tampak pucat.
-Pertumbuhan tanaman lambat , kerdil dan lemah.
-Produksi bunga dan biji rendah.
-Jaringan tanaman mengering dan mati.
-Tanaman akan mati atau kering apabila tidak diatasi.
loading...
