Ribosom adalah pekerja keras dari kehidupan. Mereka baca kode genetik dan ubah jadi protein, bahan dasar dari segala sesuatu mulai dari enzim sampai otot sampai rambut. Ribosom terbuat dari dua subunit, yang besar (60S) dan yang kecil (40S), yang nyambung kayak puzzle. Masing-masing subunit terdiri dari RNA dan protein, tapi gimana mereka nyusun jadi bentuk akhirnya?

Misteri Pembentukan Ribosom

Ilmuwan udah belajar ribosom selama puluhan tahun, tapi mereka masih gak punya gambaran lengkap tentang gimana ribosom terbentuk. Pembentukan ribosom adalah proses yang rumit dan dinamis yang melibatkan ratusan faktor yang bantu modifikasi, proses, dan lipat RNA dan protein. Faktor-faktor ini berperan sebagai pengasuh, pemandu, gunting, lem, dan kerangka untuk subunit-subunit ribosom.

Pembentukan ribosom terjadi di bagian-bagian berbeda dari sel. Subunit kecil dibentuk di nukleolus, daerah khusus di dalam inti sel di mana RNA ribosomal (rRNA) ditranskripsi. Subunit besar dibentuk di nukleolus dan sitoplasma, ruang berisi cairan di luar inti sel. Proses pembentukan ini sangat diatur dan disesuaikan untuk memastikan kontrol kualitas dan efisiensi.

Terobosan dari Cryo-EM

Salah satu tantangan dalam mempelajari pembentukan ribosom adalah susahnya nangkep tahap-tahap sementara dari proses ini. Metode tradisional seperti kristalografi sinar-X membutuhkan sampel murni dari struktur yang stabil, yang gak gampang didapat untuk sementara pembentukan ribosom. Tapi, teknik baru bernama mikroskopi elektron kriogenik (cryo-EM) udah merevolusi bidang ini dengan memungkinkan ilmuwan buat ngeliat sementara pembentukan ribosom dengan resolusi tinggi.

Cryo-EM kerjanya dengan membekukan sampel pada suhu sangat rendah dan nembakin mereka dengan elektron. Elektron-elektron itu ngepantul dari sampel dan bikin gambar di detektor. Dengan ngambil ribuan gambar dari sudut berbeda, ilmuwan bisa merekonstruksi model 3D dari sampel pake software canggih. Cryo-EM bisa nangkep sampel dalam keadaan aslinya, tanpa perlu kristalisasi atau pewarnaan.

Wawasan dari Pembentukan Ribosom Manusia

Pake cryo-EM dan teknik lainnya, ilmuwan baru-baru ini udah bikin kemajuan signifikan dalam memahami gimana ribosom manusia terbentuk. Khususnya, mereka fokus pada subunit besar (60S), yang lebih kompleks dan kurang dimengerti daripada subunit kecil (40S). Mereka udah mengidentifikasi dan mengkarakterisasi banyak faktor yang mempengaruhi pembentukan dan pematangan subunit 60S.

Salah satu langkah kunci dalam pembentukan 60S adalah penyatuan dua prekursor: rRNA 5S dan pre-rRNA 32S. Kedua rRNA ini punya asal yang berbeda: rRNA 5S ditranskripsi di luar nukleolus oleh RNA polimerase III, sementara pre-rRNA 32S ditranskripsi di dalam nukleolus oleh RNA polimerase I bersama dengan rRNA lainnya. rRNA 5S berikatan dengan beberapa protein buat bikin kompleks yang disebut 5S RNP (ribonukleoprotein), yang kemudian nyatu dengan pre-rRNA 32S buat bikin partikel pre-60S.

Penyatuan kedua prekursor ini membutuhkan banyak faktor yang memudahkan pengenalan, penempelan, dan stabilisasi mereka. Misalnya, satu faktor yang disebut NMD3 berperan sebagai jembatan antara 5S RNP dan pre-rRNA 32S, sementara faktor lain yang disebut RRS1 berperan sebagai kunci yang ngunci hubungan mereka. Faktor-faktor lain bantu modifikasi dan proses rRNA dengan nambahin atau ngilangin kelompok kimia atau memotong mereka jadi potongan-potongan kecil.

Partikel pre-60S kemudian mengalami langkah pematangan lebih lanjut di nukleolus dan sitoplasma sebelum jadi subunit 60S yang berfungsi. Langkah-langkah ini melibatkan faktor-faktor lain yang bantu melipat dan mengatur ulang rRNA dan protein ke konfigurasi akhir mereka. Beberapa faktor juga bantu mengeluarkan partikel pre-60S dari inti ke sitoplasma atau mengembalikan mereka ke inti kalau ada yang cacat.

Implikasi untuk Biologi dan Kedokteran

Penelitian baru tentang pembentukan ribosom manusia udah nunjukin banyak detail tentang proses ini yang sebelumnya gak diketahui atau gak jelas. Penelitian ini juga nunjukin gimana mirip atau bedanya pembentukan ribosom manusia dengan organisme lain, kayak bakteri atau ragi. Dengan membandingkan dan menonjolkan pembentukan ribosom di berbagai spesies, ilmuwan bisa belajar lebih banyak tentang evolusi dan fungsi ribosom.

Selain itu, penelitian ini juga punya implikasi buat memahami dan mengobati penyakit yang terkait dengan cacat ribosom. Penyakit-penyakit ini, secara kolektif disebut ribosomopati, termasuk anemia Diamond-Blackfan, sindrom Shwachman-Diamond, dan sindrom 5q-. Penyakit-penyakit ini disebabkan oleh mutasi di gen yang ngode protein atau faktor ribosomal, yang bikin pembentukan atau fungsi ribosom terganggu. Dengan mempelajari gimana mutasi-mutasi ini ngaruh ke pembentukan ribosom, ilmuwan bisa ngembangin alat diagnostik dan strategi terapi baru buat penyakit-penyakit ini.

Kesimpulan

Ribosom adalah salah satu molekul paling dasar di alam, tapi mereka juga salah satu yang paling kompleks dan misterius. Berkat kemajuan dalam cryo-EM dan teknik lainnya, ilmuwan udah dapet wawasan baru tentang gimana ribosom manusia terbentuk dari komponen RNA dan protein mereka. Wawasan ini udah meningkatkan pemahaman kita tentang dasar molekuler dari kehidupan dan penyebab beberapa penyakit. Pembentukan ribosom masih puzzle dengan banyak bagian yang hilang, tapi kita udah makin dekat buat nyelesaiinnya.

Semoga kamu suka artikel ini dan belajar sesuatu yang baru. Kalau kamu suka, tolong bagikan ke temen-temen kamu dan tinggalin komentar di bawah. Gue pengen denger pendapat dan pertanyaan kamu tentang pembentukan ribosom atau apa aja yang terkait sama sains dan alam. Makasih udah baca!

Tag: ribosom, rRNA, cryo-EM, ribosomopati, sains