MAKALAH SINTETIS PROTEIN

MAKALAH

SINTETIS PROTEIN

Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Pelajaran Biologi

DISUSUN OLEH :

NI WAYAN KADRINI

NIS: 0013004155 / 1936

KELAS : XI MIA 2

GURU PEMBIMBING : MADE PUJANGGA S.Pd

SMA NEGERI 1 BASARANG

TAHUN 2018

KATA PENGANTAR

            Puji syukur kita panjat kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas segala Rahmat dan Karunia-Nya, kami bisa menyelesaikan Makalah yang Judul “SINTESIS  PROTEIN”.

            Penulisan makalah ini bertujuan untuk memenuhi tugas dalam Mata Pelajaran  ini pada semester dua dan untuk membuka wawasan Siswa.

            Penulis menyadari dalam makalah ini masih banyak terdapat kekeliruan dan kekurangan, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan untuk perabikan demi kesemournaan makalah ini.

Basarang,2 April 2018

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR......................................................................................... i

DAFTAR ISI....................................................................................................... ii

BAB I PENDAHULUAN

A.LATAR BELAKANG..................................................................................... 1

B.RUMUSAN MASALAH................................................................................. 2

C.TUJUAN.......................................................................................................... 2

BAB II PEMBAHASAN

A.PENGERTIAN, KOMPONEN DAN TAHAPAN SINTESA PROTEIN..... 3

B.HUBUNGAN ANTARA KROMOSOM, GEN, DNA DENGAN SINTESIS. 7

C.PENGERTIAN, PENEMU DAN MEKANISME PENYIMPANAN KODE GENETIK          11

BAB III PENUTUP

A.KESIMPULAN................................................................................................ 14

B. SARAN............................................................................................................ 15

DAFTAR PUSTAKA........................................................................................... 16

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Sintesis protein terjadi di dalam sel, yaitu di dalam ribosom. Struktur dan aktivitas protein ditentukan oleh urutan asam amino yang menyusunnya. Setiap macam protein mempunyai urutan asam-asam amino yang spesifik. Emil Fisher merupakan orang yang pertama berhasil menyusun molekul protein dengan cara menggandeng-gandengkan 15 molekul glisin dengan molekul leusin sehingga diperoleh suatu polipeptida. Asam amino yang satu dengan asam amino yang lain dihubungkan dengan suatu ikatan yang disebut ikatan peptida.

Potein adalah bagian dari sel makhluk hidup dan merupakan bagian terbesar tubuh sesudah air. Seperlima bagian tubuh adalah protein,  setengahnya ada dalam otot, seperlima ada dalam tulang dan tulang rawan, sepersepuluhnya ada di dalam kulit, selebihnya ada di dalam cairan lain dan cairan tubuh. Semua enzim, berbagai hormon, pengangkut zat –zat gizi dan darah, matriks intraselular dan sebagainya adalah protein. Di samping itu asam amino yang membentuk protein bertindak sebagai prekursor (senyawa yang mendahului senyawa laindalam jalur metabolisme) sebagian besar koenzim hormon, asam nukleat, dan molekul-molekul yang esensial untuk kehidupan. Protein memiliki fungsi khas yang tidak dapat digantikan oleh zat gizi lain, yaitu pembangun serta memelihara sel-sel dan jaringan tubuh.

Potein merupakan satu-satunya makronutrien yang mengandung unsur nitrogen (N). Selain itu apabila dibandingkan dengan makronutrien lain seperti lemak dan karbohidrat, protein jauh lebih kompleks karena selain mengandung karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O) adapula sebagian protein yang mengandung S. Bahkan terkadang ada pula yang mengandung P,Fe, dan Cu.

B.     Rumusan Masalah

1.      Apa pengertian , komponen dan tahapan sintesis protein !

2.      Bagaimana hubungan antara kromosom, gen, DNA, asam nukleat dengan Sintesis !

3.      Apa pengertian, penemu dan mekanisme penyimpanan kode genetik !

C.    Tujuan

1.      Untuk mengetahui pengertian, komponen dan tahapan sintesis protein.

2.      Untuk mengetahui hubungan antara kromosom, gen, DNA dengan sintesis.

3.      Untuk mengetahui pengertian, penemu dan mekanisme penyimpanan kode genetik.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengertian , Komponen Yang Berperan dan Tahapan Sintesis Protein

1.      Pengertian Sintesis Protein

Sintesis protein merupakan reaksi yang menghubungkan fungsi DNA dengan penyusunan molekul tubuh, yaitu protein. Protein yang dibentuk melalui sintesis protein akan mengalami banyak modifikasi, ada yang menjadi protein struktur, proteksi, dan enzim (biokatalisator).

Kita tahu bahwa semua proses atau reaksi dalam tubuh kita hampir tidak terjadi tanpa adanya enzim. Hal itu menunjukkan betapa pentingnya enzim dalam tubuh kita, dan proses dasar atau awal pembuatan enzim yang berasal dari proses sintesis protein.

Sintesis protein terjadi di ribosom, yang mana bisa berada melekat pada retikulum endoplasma kasar ataupun berada bebas pada sitoplasma. Setelah selesai disintesis, protein pertama kali mengalami modifikasi pada organel badan golgi. Proses pemindahan protein dari RE ke badan golgi melalui suatu struktur gelembung atau sering dinamakan sebagai vesikula. Vesikula yang membawa protein dari RE merupakan hasil pelepasan membran pada RE dan bisa melalukan fusi atau penggabungan membran dengan badan golgi. Oleh karena itu, struktur membran pada RE dan badan golgi memiliki persamaan. Selain itu, secara garis besar, badan golgi dan RE memiliki persamaan model, yaitu membran yang berlipat-lipat.

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 saja1

2.      Komponen yang Berperan

Komponen yang berperan dalam sintesis protein adalah :

a)      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.

b)      RE kasar & Ribosom (rRNA)

RE kasar merupakan lokasi dimana ribosom melekat. Selain itu, rRNA atau Ribosom RNA merupakan tempat terjadinya sintesis protein.

c)      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.

d)     RNA polimerase

RNA polimerase merupakan enzim yang berperan dalam proses perangkaian molekul RNA dari molekul DNA.

3.      Tahap-Tahap Sintesis Protein

Sintesis protein secara garis besar dibagi menjadi dua tahapan utama, yaitu :

a)      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). 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 :

·         Capping dan polyadenilasi

·         Intron dihilangkan dan ekson akan bergabung splicing

·         Splicing akan berlanjut hingga terbentuk mRNA siap pakai.

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.

b)      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

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.3

·         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.

B.     Hubungan Antara Kromosom, Gen, DNA, Asam Nukleat dengan Sintesis

Dalam setiap tubuh makhluk hidup terdapat berjuta – juta sel. Sel merupakan komponen terkecil penyusun makhluk hidup. Dalam setiap sel terdapat nukleus. Dalam nukleus terdapat benda – benda yang mengatur seluruh kegiatan metabolisme tubuh. Benda – benda tersebut disebut kromosom. Kromosom adalah struktur padat yang terdiri atas dua kompenen molekul , yaitu protein dan asam nukleat. Asam nukleat terdiri atas DNA dan RNA . Pada DNA terdapat gen yang mengatur metabolisme dalam tubuh.

1.      Kromosom

Kromosom terdiri dari benang – benang kromatin yang mudah menyerap warna. Kromosom mudah diamati menggunakan mikroskop saat sel mengalami pembelahan pad tahap metafase.

Kromatid adalah salah satu dari dua lengan hasil replikasi kromosom. Kromonema merupakan benang – benang spiral kromatid yang terlihat selama profase atau kadang – kadang terlihat pada tahap metafase. Kromer adalah struktur berbentuk manik – manik yang merupakan akumulasi mteri kromatin yang kadang – kadang terlihat saat interfase.

Sentromer adalah bagian yang menyempit atau daerah pelekukan pada kromosom.Pada sentromer terdapat kinetokor. Kinetokor adalah bagian kromosom yang merupakan tempat melekatnya benang – benang spindel selama pembelahan inti. Satelit adalah bagian ujung kromosom yang berbentuk bulat. Tidak semua kromosom memiliki satelit.Telomer adalah bagian terujung kromosom yang berfungsi untuk menjaga agar DNA didaerah tersebut tidak terurai.

Dalam setiap sel tubuh , kromosom selalu berpasangan. Pasangan kromosom itu disebut kromosom homolog.  Kromosom homolog bersifat diploid karena terdiri atas dua sel kromosom. Kromosom dalam sel kelamin tidak berpasangan sehingga bersifat haploid ( 1 set kromosom ).5

Ada dua tipe kromosom dalam setiap sel tubuh, yaitu autosom dan gonosom.

·         Autosom (kromosom tubuh) : tidak menentukan jenis kelamin dan umumnya disingkat A.

·         Gonosom (kromosom kelamin) : menentukan jenis kelamin dan terdiri atas kromosom X dan Y.Gonosom ini berfungsi untuk menentukan jenis kelamin individu yang bersangkutan.

Setiap nukleus manusia mempunyai kromosom berjumlah 46 yang terdiri atas 44 autosom dan 2 gonosom. Penulisan simbol kromosom pada laki – laki = 22 AA + XY, sedangkan pada perempuan = 22 AA + XX atau 44 A + XX, Jumlah kromosom pada sel telur yaitu 22 A + X dan jumlah kromosom pada sperma yaitu 22 A + X atau 22 A + Y. penyusun kromosom berdasarkan panjang , jumlah , dan bentuk kromosom disebut kariotipe.

2.      Gen dan Alel

Apabila diamati menggunakan mikroskop elektron kromosom terdiri atas substansi genetik yang dapat menentukan sifat individu.Substansi tersebut terdiri atas DNA dan RNA.DNA dan RNA membawa informasi genetik berupa basa – basa nitrogen. Segmen DNA tertentu akan mengkode sifat – sifat tertentu. Segmen – segmen DNA tersebut dinamakan gen.

Gen merupakan satuan terkecil substansi genetik. Gen terletak pada kromosom secara teratur  dalam satu deretan , Gen berfungsi :

·         Mengatur proses metabolisme individu.

·         Menyampaikan informasi genetik dari suatu generasi ke generasi berikutnya.

Gen terletak dalam lokus kromosom yang tersusun berderet secara linear. Gen – gen yang terletak pada lokus yang bersesuaian pada pasangan kromosom homolog disebut alel. Setiap gen bertanggung jawab mengontrol satu sifat khusus. Suatu gen biasanya dituiskan dengan simbol huruf. Huruf kapital untuk gen pembawa sifat dominan dan huruf kecil untuk pembawa sifat resesif. Susunan gen dalam suatu individu disebut genotip, sedangkan sifat yang tampak disebut fenotip.

3.      Asam Nukleat

Kromosom terdiri atas asam nukleat dan protein.Ada dua macam asam nukleat, yaitu :

a)      DNA (Deoxyribonucleic Acid)

DNA terdiri dari banyak nukleotida (polinukleotida). Setiap nukleotida terdiri atas 3 bagian, yaitu :

1)      Gugusan gula ( gula pentosa yang dikenal sebagai deoksiribosa).

2)      Asam fosfat (penghubung dua gugusan gula)

3)      Basa nitrogen (adenin dan guanin dari golongan purin serta sitosin dan timin dari olongan pirimidin).

DNA merupakan dua rantai polinukleotida yang saling terpilin membentuk double helix. Dalam rantai DNA tersebut, sitosis (C ) selalu dihubungkan dengan guanin (G) oleh tiga ikatan hidrogen. Adenin (A) selalu dihubungkan dengan tmin (T) oleh dua ikatan hidrogen.

Basa nitrogen membentuk rangkaian persenyawaan kimia dengan deoksiribosa menjadi suatu molekul yang disebut nukleosida atau deoksiribonukleusosida. Nukleosida ini berperan sebagai prekursor elementer untuk sintesis DNA. Akan tetapi, sebelum nukleosida membentuk suatu molekul

DNA, nukleosida harus bergabung dengan gugus fosfat untuk membentuk suatu nukleotida atau deoksiribonukleotida.

DNA dapat bersifat heterokatalitik.DNA bersifat heterokatalitik karena mampu membentuk RNA melalui sintesis protein.DNA bersifat autokatalitik karena dapat melakukan replikasi mengasilkan DNA baru.

Beberapa enzim yang berperan dalam replikasi DNA , sebagai berikut :

1)      Helikase berfungsi untuk menghidrolisis rantai ganda polinukleotida menjadi dua rantai tunggal mononukleotida.

2)      Polimerase berfungsi untuk merangkai rantai – rantai mononukleotida untuk membentuk DNA baru.

3)      Ligase berfungsi untuk menymbung ulir tunggal DNA yang terbentuk.

b)      RNA ( Ribonucleic Acid )

RNA merupakan rantai tunggal yang terdiri dari molekul gula D-ribosa (pentosa), gugus fosfat, dan basa nitrogen.Basa nitrogen dalam RNA terdiri atas basa purin yang meliputi adenin (A) dan guanin (G) serta basa primidin yang meliputi urasil (U) dan sintosin (C). Ada tiga tipe RNA sebagai berikut :

1.      rRNA (Ribosoma RNA) atau RNA Ribosom rRNA terdapat dalam sitoplasma dan berfungsi dalam sintesin protein. rRNA dapat mencapai 80% dari jumlh RNA sel. rRNA berfungsi untuk mempermudah perkataan yang spesifik antara antikodon trna dengan kodom Mrna selama sitesis protein.

2.      mRNA (Messenger RNA) atau RNA Duta mRNA berupa rantai tunggal yang reatif panjang. mRNA dibentuk dalam nukleus dan berfugsi membawa kode genetik (kodon) dari DNA ke ribosom.

3.        tRNA  (Transfer RNA ) atau Rantai Terpendek tRNA terdapat dalam sitoplasma dan berfungsi menerjemahkan kodon dari mRNA menjadi asam amino. Asam amino dibawa oleh tRNA ke ribosom.Pada salah satu ujung tRNA terdpat tiga rangkaian basa pendek disebut antikodon. Salah satu asam amino tertentu akan melekat pada ujung tRNA yang berseberangan dengan ujung antikkodon. Pelekatan ini merupakan cara agar tRNA berfungsi. Pengurutan asam amino sesuai dengan urutan kodon pada mRNA.

C.    Pengertian, Penemu dan Mekanisme Penyimpanan Kode Genetik

1.      Pengertian Kode Genetik

Kode genetik adalah cara pengkodean urutan nukleotida pada DNA atau RNA untuk menentukan urutan asam amino pada saat sintesis protein. Informasi pada kode genetik ditentukan oleh basa nitrogen pada rantai DNA yang akan menentukan sususan asam amino. Namun, para ahli Genetika memandang bahwa komponen – komponen kode genetiks berupa molekul – molekul mRNA. Kode genetika bersifat degeneratif karena 18 dari 20 macam asam amino ditentukan oleh lebih dari satu kodon yang disebut kodon sinonimus. Hanya metionin dan triptofan saja yang memiliki kodon tunggal.

Genetik ialah kode yang dibawa oleh ARN duta (ARNd) untuk disampaikan kepada ARN transfer (ARNt). Kode genetik di bentuk sesuai dengan urutan basa dalam rantai ADN.

Peran ADN selain sebagai pengendali faktor-faktor keturunan, juga mengatur penyusunan protein yang kegiatannya di atur oleh enzim-enzim tertentu. Enzim itu sendiri adalah protein yang bekerjanya sangat khas.

Sebagai tempat membangun protein-protein itu dalah didalam ribosom. Selanjutnya ADN menyampaikan informasi kepada ribosom untuk sintesis protein yang di perlukan.

Adapun kode-kode perintah atau informasi yang tercermin pada urutan dan pengulangan basa-basa nitrogen yang teratur dalam ADN dibawa oleh ARN.

ARN yang menerima perintah dari ADN segera meninggalkan inti pergi ke ribosom, tempat penyusunan protein.Penemu Kode Genetik

Penemu kode genetik yang pertama adalah Marshall Warren Nirenberg (pakar biokimia Amerika Serikat)dan Heinrich Matthaei pada tahun 1960. Eksperimentnya adalah mengamati proses sintesis protein pada bakteri Escherichia colli. Berdasarkan eksperimen di atas serta diperkuat oleh pendapat G.H. Khorara, diketahui bahwa kode genetik merupakan urutan 3 basa nitrogen yang membentuk suatu triple dan disebut kodogen aau kodon.

Nirenberg dan Matthaei (1960) orang yang pertama kali telah berhasil mengemukakan hubungan antara ADN dengan ARN dan kemudian memberi arah kepada pengkodean dengan sistem 3 huruf, dengan mengadakan percobaan-percobaan. Caranya adalah sebagai berikut : mereka mencampurkan urasil (salah satu basa nitrogen pada ARN) dengan enzim pembentuk ARN. Dari percampuran ini dihasilkan ARN yang terdiri dari urasil yang disebut poli-U. Selanjutnya bila poli-U dimasukkan ke dalam campuran berbagai asam amino, akan terbentuklah fenilalanin (sejenis asam amino). Dari kejadian ini dapatah ditarik kesimpulan, bahwa kode Urasil-Urasil-Urasil (UUU) yang dibawa oleh ARN itu berarti; “bentuklah protein dari asam amino fenilalanin.” UUU ini kemudian disebut kodon untuk fenilalanin.

2.      Mekanisme Penyampain Kode Genetik

Setiap kode (satu kodon) terdiri atas 3 basa N yang letaknya berurutan pada ARNd. Kodon-kodon pada ARNd tersebut harus diterjemahkan oleh ARNt, agar dapat diketahui macam asam amino yang harus diangkutnya. Contoh : bila kodon pada ARNd berbunyi Urasil-Urasil-Urasil (UUU) maka ARNt harus mengangkut asam amino fenalalanin.

Apabila ADN membentuk kode genetik AUU-CCU-GAC-AGA maka polipeptida yang dapat dibentuk tersusun dari asam-asam amino isoleusin-prolin-aspartik-arginin. Kode genetik untuk seluruh organisme bersifat universal, artinya kode genetik suatu organisme dapat diterjemahkan oeh organisme lain dan membentuk asam amino yang sama. Contoh : kodon AAA pada sel tubuh manusi pada sel bakteri sama menghasilkan lisin.10

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

1.      Proses sintesis protein terbagi atas transkripsi dan translasi. Seperti kita ketahui DNAsebagai media untuk proses transkripsi suatu gen berada di kromosom dan terikat oleh protein histon. Saat menjelang proses transkripsi berjalan, biasanya didahului signaldari luar akan kebutuhan suatu protein atau molekul lain yang dibutuhkan untuk proses pertumbuhan, perkembangan, metabolisme, dan fungsi lain di tingkat sel maupun jaringan.

2.      DNA terdiri dari dua sulur, yaitu :

·         Utas polinukleotida yang bersifat antiparalel. Antar sulur .

·         tas nukleotida berikatan pada basa N Ikatan H3.

3.      Agar dapat diwariskan dari satu generasi ke generasi, DNA harus melakukan replikasiatau penggandaan DNA.

4.      Gen merupakan fragmen DNA yang menyandikan protein enzim. Ekspresi genmeliputi proses transkripsi dan translasi.5. Informasi      dalam gen dicetak ke dalam molekul messenger Rio Nucleic Acid (mRNA ) melalui proses trankripsi, mRNA membawa cetakan informasi ke ribosom dalamsitoplasma, Ribosom kemudian melakukan proses penerjemahan (translation) denganmenggunakan informasi cetakan tersebut untuk mensintesis protein.

5.      Sintesa protein adalah penyusunan amino pada rantai polipeptida. Replikasi adalah proses duplikasi DNA secara akurat . Replikasi terjadi dengan proses semikonservatif karena semua DNA double helix. Transkripsi merupakan sintesis RNA berdasarkan arahan DNA. Translasi merupakan sintesis polipeptida yang sesungguhnya, yang trejadi berdasarkan arahan mRNA. Siklus urea merupakan bagian dari siklus nitrogen, yang meliputi reaksi konversi amonia menjadi urea.

B. SARAN

Semoga makalah ini dapat menjadikan tambahan ilmu bagi pembaca pada umumnya dan penulis pada khususnya. Namun, penulis juga membutuhkan kritik yang membangun untuk menjadikan tambahan ilmu bagi penulisnya

                                                                         

DAFTAR PUSTAKA

Almatsier, S..2003. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Jakarta : Gramedia

Campbell, Neil A. 2010. BIOLOGI Edisi Kedelapan Jilid 1. Jakarta: Erlangga

Kimball, John W. 1992. BIOLOGI. Jakarta: Erlangga

McGilvery,Robert W., 1996. Biokimia Suatu Pendekatan Fungsional. Surabaya:

Airlangga University Press.

Poedjiadi,Anna.2006.Dasar-Dasar Biokimia.Jakarta : Universitas Indonesia

Stryyer Lubert ,2000.Biokimia Edisi 4.Jakarta:Penerbit Buku Kedokteran EGC

WWW.elmhurst.edu/chm/vchembook/584proteinsyn.html.

WWW.en.wikipedia.org/wiki/protein-biosynthesis.

MAKALAH FOTOSINTESIS

MAKALAH

“FOTOSINTESIS”

Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Pelajaran Biologi

DISUSUN OLEH :

RAHMAD ADE PRATAMA

NIS: 0013610444 / 200

KELAS: XI MIA 2

GURU PEMBIMBING : MADE PUJANGGA,S.Pd

SMA NEGERI 1 BASARANG

TAHUN 2018

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL....................................................................................i

DAFTAR ISI................................................................................................ii

KATA PENGANTAR................................................................................iii

BAB I PENDAHULUAN............................................................................4

A.   Latar belakang..................................................................................4

B.   Tujuan...............................................................................................4

C.   Rumusan masalah............................................................................5

BAB II PEMBAHASAN.............................................................................5

A.   Pengertian fotosintesis.....................................................................5

B.   Proses fotosintesis.............................................................................6

C.   Faktor-faktor yang Mempengaruhi Proses Fotosintesis................11

BAB III PENUTUP...................................................................................12

      A. Kesimpulan.....................................................................................12

DAFTAR PUSTAKA................................................................................13

KATA PENGANTAR

Pertama-tama marilah kita panjatkan puji dan syukur kehadirat TUHAN. Atas berka trahmat dan hidayatnya, kita semua masih diberikan nikmat yang begitu besar.

          Selain itu penulis menucapkan terimakasih kepada semua yang telah membimbing dalam pembuatan makalah ini. Serta kepada semua pihak yang telah membantu dalam pembuatan makalah ini.

          Dalam penulisan ini penulis menyampaikan materi tentang “FOTOSINTESIS”. Salah satu yang perlu kita ketahui bahwa Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondoksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari.

          Untuk itu saya selaku penulis akan sedikit menyampaikan beberapa hal tentang proses fotosintesis serta perannya pada tumbuhan dan tanaman agar kita bisa memeahami dan mempelajarinya sebagai tujuan untuk bekal ilmu pengetahuan dimasa mendatang.

    Harapan saya selaku penulis, dengan adanya makalah ini bisa memberikan sedikit jawaban. Penulis juga mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dalam penulisan makalah ini karena penulis menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini masih jauh dari kata sempurna, sehingga kritik dan saran dari para pembaca sangat besar sekali manfaatnya.

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya. Sumber energi cahaya alami yang digunakan adalah sinar matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (kelihatan). Fotosintesis juga dapat di artikan proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Fotosintesis terdiri dari 3 tahap yaitu menangkap energi dari cahaya matahari, menggunakan energi untuk membuat ATP dan NADPH dan menggunakan ATP dan NADPH untuk membuat senyawa organik dari CO2. Sesuai dengan fungsinya yaitu mengolah bahan makanan menjadi energi. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Tanpa adanya energy, semua makhluk hidup tidak dapat melakukan aktivitas.

B.     Tujuan

Adapun tujuan di susunnya makalah ini adalah sebagai berikut :

1.      Untuk mengetahui apa yang di maksud denan fotosintesis

2.      Untuk mengetahui proses fotosintesis

3.      Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis

C.     Rumusan masalah

Adapun rumusan masalah dari makalah ini adalah sebagai berikut :

1.      Apa yang di maksud dengan fotosintesis

2.      Bagaimana proses fotosintesis

3.      Apa faktor-faktor yang mempengaruhi fotosisntesis

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Fotosintesis

Fotosintesis merupakan sintesis yang memerlukan cahaya (fotos = cahaya; sintesis = penyusunan atau membuat bahan kimia). Fotosintesis adalah proses pembentukan karbohidrat dari karbon dioksida (CO2) dan air (H2O) dengan bantuan sinar matahari. Tumbuhan mampu melakukan fotosintesis karena mempunyai sel-sel yang mengandung klorofil (zat hijau daun). Dalam fotosintesis, energi cahaya matahari diserap oleh klorofil dan diubah menjadi energi kimia yang disimpan dalam bentuk karbohidrat atau senyawa organik lainnya. Di dalam tumbuhan karbohidrat diubah menjadi protein, lemak, vitamin, atau senyawa yang lain. Senyawa-senyawa organik ini selain dimanfaatkan oleh tumbuhan itu sendiri, juga dimanfaatkan oleh manusia dan hewan herbivora sebagai bahan makanan. Fotosintesis melibatkan banyak reaksi kimia yang kompleks.

Secara sederhana, reaksi kimia yang terjadi pada proses fotosintesis dapat di tuliskan sebagai berikut : Glukosa diedarkan ke seluruh tubuh tumbuhan melalui floem. Hasil fotosintesis ini digunakan tumbuhan untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Apabila kebutuhan glukosa sudah cukup, maka kelebihanglukosa yang ada akandiubah menjadi karbohidrat dan disimpan sebagai cadangan makanan di dalam akar,Glukosa diedarkan ke seluruh tubuh tumbuhan melalui floem. Hasil fotosintesis ini digunakan tumbuhan untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Apabila kebutuhan glukosa sudah cukup, maka kelebihan glukosa yang ada akan diubah menjadi karbohidrat dan disimpan sebagai cadangan makanan di dalam akar, batang, buah, atau biji. Dalam akar misalnya kentang, dalam batang misalnya tebu, dalam buah seperti durian, rambutan, dan pepaya, dalam biji misalnya kacang hijau.

B.     Proses Fotosintesis

Proses fotosintesis tidak berlangsung untuk semua sel tetapi khusus ada sel yang mengandung pigmen fotosintetik karena proses fotosintesis dipengaruhi oleh kemampuan daun menyerap spektrum cahaya. Perbedaan ini disebabkan perbedaan pigmen pada jaringan daun. Kloroplas merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang berperan penting dalam proses fotosintesis untuk menyerap energi matahari.

Kloroplas atau zat hijau daun terdapat pada semua tumbuhan berwarna hijau. Kloroplas mengandung klorofil. Pigmen fotosintesis ini terdapat pada membran tilakoid. Pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid dengan produk akhir berupa glukosa yang dibentuk di dalam stroma.Klorofil sendiri hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem. Fotosistem adalah unit dari tumbuhan untuk menangkap energi matahari (klorofil)

Proses fotosintesis dimulai dengan energi cahaya diserap oleh protein berklorofil yang biasa disebut pusat reaksi fotosintesis. Pada tumbuhan, protein ini tersimpan di dalam organel yang disebut kloroplas, sedangkan pada bakteri, protein ini tersimpan pada membran plasma. Sebagian energi cahaya yang dikumpulkan klorofil disimpan dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP). Sisa energi digunakanuntuk memisahkan elektron dari zat seperti air. Elektron ini digunakan dalam reaksi yang mengubah karbondioksia menjadi senyawa organik. Pada tumbuhan, alga, dan cyanobacteria, ini dilakukan dalam suatu rangkaian reaksi yang disebut siklusCalvin, namun rangkaian reaksi yangberbeda ditemukan pada beberapa bakteri, misalnya siklus Krebs terbalik pada Chlorobium. Banyak organisme fotosintesis memiliki adaptasi mengonsentrasikan atau menyimpan karbondioksida untuk membantu mengurangi proses boros yang disebut fotorespirasi yang menghabiskan sebagian dari gula yang dihasilkan selama fotosintesis.

Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama, seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri. Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dibagi dua bagian utama yaitu reaksi terang (memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).

1.      Reaksi Terang

Pada reaksi terang, energi yang berasal dari matahari ( energi cahaya) akan diserap oleh klorofil dan diubah menjadi energi kimia (untuk mensintesis NADPH dan ATP) di dalam kloroplas. Reaksi terang terjadi di dalam grana. Salah satu pigmen yang berperan secara langsung dalam reaksi terang adalah klorofil a. Di dalam membran tilakoid,  klorofil bersama-sama dengan protein dan molekul organik berukuran kecil lainnya membentuk susunan yang disebut fotosistem. Beberapa ratus klorofil a, klorofil b, dan karotenoid membentuk suatu kumpulan sebagai “pengumpul cahaya” yang disebut kompleks antena. Sebelum sampai ke pusat reaksi, energi dari partikel-partikel cahaya (foton) akan dipindahkan dari satu molekul pigmen ke molekul pigmen yang lain. Pusat reaksi merupakan molekul klorofil pada fotosistem, yang berfungsi sebagai tempat terjadinya reaksi kimiawi (reaksi cahaya) fotosintesispertama kalinya.

Di dalam membran tilakoid terdapat 2 macam fotosistem  berdasarkan urutan penemuannya, yaitu fotosistem I dan fotosistem II. Setiap fotosistem tersebut mempunyai klorofil pusat reaksi yang berbeda, tergantung dari kemampuan menyerap panjang gelombang cahaya. Klorofil pusat reaksi pada fotosistem I disebut P700, karena mampu menyerap panjang gelombang cahaya 700 nm (spektrumnya sangat merah), sedangkan pada fotosistem II disebut P680 (spektrum merah).

Cahaya yang mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II akan membuatnya melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP, satuan pertukaran energi dalam sel. Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang harus segera diganti. Pada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen. Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon dioksida. Pendapat ini pertama kali diungkapkan oleh C.B. van Neil yang mempelajari bakteri fotosintetik pada tahun 1930-an. Bakteri fotosintetik, selain sianobakteri, menggunakan tidak menghasilkan oksigen karena menggunakan ionisasi sulfida atau hidrogen.

Pada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH.

Dalam fotosistem terdapat ratusan antena atau klorofil. Oleh karena itu, aliran elektron pada reaksi terang akan mengikuti suatu rute tertentu. Ada dua aliran elektron pada reaksi terang yaitu, aliran elektron Non-siklik dan aliran elektron siklik.

a.       Aliran elektron Non-siklik

Langkah awal dari reaksi terang adalah transfer elektron tereksitasi dari klorofil pusat reaksi menuju molekul khusus yang disebut akseptor elektron primer. Air (H2O) diuraikan menjadi 2 ion hidrogen dan 1 atom oksigen kemudian melepaskan O2. Elektron yang berasal dari air (H2O) menggantikan elektron yang hilang pada P680. Sebagaimana sistem transportasi elektron pada respirasi aerobik, transport electron pada reaksi terang ini melalui rantai transport elektron menuju fotosistem I (P700). Secara berturut-turut, rantai elektron tersebut yiatu:  plastokuinon (Pq), merupakan pembawa elektron; kompleks sitokrom dan plastosianin (Pc), merupakan protein yang mengan dung tembaga. Adanya aliran elektron ini akan menghasilkan energi-energi yang kemudian tersimpan sebagai ATP. Pembentukan ATP yang menggunakan energi cahaya melalui aliran elektron non siklis pada reaksi terang ini disebut fotofosforilasi non siklik.

Setelah elektron mencapai fotosistem I (P700), elektron ditangkap oleh akseptor primer fotosistem I. Elektron melalui rantai transport elektron ke-dua, yaitu melalui protein yang mengandung besi atau feredoksin (Fd). Selanjutnya, enzim NADP+ reduktase mentransfer elektron ke NADP+ sehingga membentuk NADPH yang menyimpan elektron berenergi tinggi dan berfungsi dalam sintesis gula dalam siklus berikutnya yaitu siklus Calvin. Dengan demikian, reaksi terang menghasilkan ATP dan NADPH.

b.      Aliran elektron siklik

Pada aliran elektron siklis ini, elektron dari akseptor primer fotosistem I dikembalikan ke fotosistem I (P700) melalui feredoksin, kompleks sitokrom, dan plastosianin. Oleh karena itu, pada aliran siklis ini menyebabkan produksi ATP bertambah tetapi tidak terbentuk NADPH serta tidak terjadi pelepasan molekul O2.

2.      Reaksi Gelap (Siklus Calvin)

Bahan-bahan yang dihasilkan dari reaksi terang akan digunakan dalam siklus Calvin. ATP digunakan sebagai sumber energy dan NADPH sebagai tenaga pereduksi untuk penambahan elektron berenergi tinggi. Siklus Calvin terjadi pada bagian kloroplas yaitu stroma. Pada reaksi gelap ini, bahan untuk fotosintesis CO2 nantinya akan dibentuk menjadi molekul gula setelah melalui 3 tahapan, antara lain:

a.       Fiksasi Karbom

Pada tahap ini, gula berkarbon 5 yang disebut ribulosa 1,5 bisfosfat (RuBP) mengikat CO2 membentuk senyawa interme diate yang tidak stabil, sehingga terbentuk 3-fosfogliserat. Pembentukan tersebut dikatalisis oleh enzim RuBP karboksilase atau rubisko. Sebagian besar tumbuhan dapat melakukakan fiksasi karbon dan menghasilkan senyawa (produk) pertama berkarbon 3, yaitu 3-fosfo gliserat. Oleh karena itu, tumbuhan yang dapat memfiksasi CO2 ini disebut tumbuhan C3. Contohnya adalah tanaman padi, gandum, dan kedelai. Pada beberapa tumbuhan, fiksasi karbon mendahului siklus Calvin dengan cara membentuk senyawa berkarbon 4 sebagai produk pertamanya. Tumbuhan seperti ini disebut tumbuhan C4.  Contohnya adalah tebu, jagung, dan anggota rumput-rumputan.

Tidak seperti pada tumbuhan C3 dan C4, tumbuhan kaktus dan nanas membuka stomatanya pada malam hari dan menutupnya pada siang hari. Pada saat stomata terbuka, tumbuhan mengikatkan CO2 pada  berbagai asam organik. Cara fiksasi karbon ini pertama kali di temukan pada tumbuhan famili Crassulaceae (tumbuhan penyimpan air) dan disebut metabolisme asam krasulase (Crassulacean Acid Metabolism) sehingga tumbuhannya disebut tumbuhan CAM. Asam organik (senyawa intermediate) yang dibuat pada malam hari disimpan dalam vakuola sel mesofi l sampai pagi hari. Pada siang hari (stomata tertutup), reaksi terang dapat memasukkan ATP dan NADPH untuk siklus Calvin. Pada saat itu, asam organik melepaskanCO2 dan memasuki molekul gula (RuBP) dalam kloroplas. Dengan demikian, baik tumbuhan C3, C4, maupun CAM akan menggunakan siklus Calvin setelah fiksasi CO2 untuk membentuk molekul gula dari karbondioksida.

b.      Reduksi

Setiap molekul 3-PGA menerima gugus fosfat dari ATP sehingga terbentuk 1,3 bisfosfogliserat. Elektron dari NADPH mereduksi 1,3 bisfosfogliserat dan terbentuk 6 molekul gliseraldehid 3-fosfat (G3P), yang dikatalisis oleh G3P dehidrogenase. Satu molekul G3P akan keluar sebagai molekul gula atau glukosa dan senyawa organik lain yang diperlukan tumbuhan, sedangkan 5 molekul G3P yang lain akan masuk ke tahapan regenerasi.

c.       Pembentukan kembali (regenerasi) RuBP

Pada tahapan terakhir siklus Calvin ini, RuBP sebagai pengikat CO2 dibentuk kembali oleh 5 molekul G3P. RuBP siap untuk mengikat CO2 kembali dan siklus Calvin dapat berlanjut kembali. Dengan demikian, molekul gula tidak akan terbentuk hanya dengan reaksi terang atau siklus Calvin saja. Oleh karena itu, kedua proses tersebut merupakan gabungan proses untuk terjadinya fotosintesis. Pada proses fotosintesisjuga  menghasilkan molekul gula. Gula yang dibuat dalam kloroplas tersebut akan digunakan untuk proses respirasi tumbuhan atau menyusun senyawa organik lainnya dalam sel tumbuhan. Gula tersebut akan diedarkan ke seluruh bagian tumbuhan, dalam bentuk gula sederhana seperti glukosa. Molekul-molekul gula berlebih yang terbentuk selama fotosintesis dan tidak diedarkan, akan menumpuk atau disimpan di dalam plastida sebagai sumber cadangan energy dalam bentuk amilum atau pati (polisakarida).

C.    Faktor-faktor yang Mempengaruhi Proses Fotosintesis

Fotosintesis dipengaruhi oleh faktor internal maupun faktor eksternal. Faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis adalah sebagai berikut:

1.      Konsentrasi karbon dioksida (CO2) di udara, semakin tinggi konsentrasi CO2 di udara, maka laju fotosintesis semakin meningkat.

2.      Klorofil, semakin banyak jumlah klorofil dalam daun maka proses fotosintesis berlangsung semakin cepat. Pembentukan klorofil memerlukan cahaya matahari. Kecambah yang ditumbuhkan di tempat gelap tidak dapat membuat klorofil dengan sempurna. Kecambah ini dikatakan mengalami etiolasi, yaitu tumbuh sangat cepat (lebih tinggi/panjang dari seharusnya) dan batang dan daunnya tampak bewarna pucat karena tidak mengandung klorofil. Umur daun juga mempengaruhi laju fotosintesis. Semakin tua daun, kemampuan berfotosintesis semakin berkurang karena adanya perombakan klorofil dan berkurangnya fungsi kloroplas.

3.      Cahaya, intensitas cahaya yang cukup diperlukan agar fotosintesis berlangsung dengan efisien.

4.      Air, ketersediaan air mempengaruhi laju fotosintesis karena air merupakan bahan baku dalam proses ini.

5.      Suhu, umumnya semakin tinggi suhunya, laju fotosintesis akan meningkat, demikian juga sebaliknya. Namun bila suhu terlalu tinggi, fotosintesis akan berhenti karena enzimenzim yang berperan dalam fotosintesis rusak. Oleh karena itu tumbuhan menghendaki suhu optimum (tidak terlalu rendah atau terlalu tinggi) agar fotosintesis berjalan secara efisien.

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat di tarik dari pembahasan di atas adalah sebagai berikut:

1.      Fotosintesis merupakan proses pembentukan senyawa oganik (gula) dari karbon dioksida dengan bantkuan energy cahaya di dalam struktur klorofil..

2.      Rangkaian reaksi fotosintesis dibagi dua bagian utama yaitu reaksi terang (memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).

3.      Factor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis

-          Konsentrasi karbon dioksida (CO2)

-          Klorofil

-          Cahaya

-          Suhu

-          Air

DAFTAR PUSTAKA

 http://hasanlombok811.blogspot.com/2012/03/makalah-biologi-umum-i-fotosintesis.html

http://biologigonz.blogspot.com/search/label/FOTOSINTESIS

http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis

Rochmah, S. N., Sri Widayati, Mazrikhatul Miah. 2009. Biologi. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta,