Sintesis Protein

• Nukleosida: • Basa purin / pirimidin +

ribosa/deoksiribosa

• Nukleotida:• Basa purin / pirimidin +

ribosa/deoksiribosa + fosfat– Esterifikasi terjadi antara ggs OH

pada C-5 ribosa/deoksiribosa dengan ggs fosfat

– Nukleosida monofosfat contoh: AMP = Adenosin 5’monofosfat

– Nukleosida difosfat contoh: ADP– Nukleosida trifosfat contoh:

ATP

• Rangkaian nukleotida, contoh:

• Trinukleotida : 5’ - A-C-G- 3’ pApCpG ACG• Urutan basa ditulis dari 5’ -3’

P PP OH

A C G

3’ 3’ 3’

5’ 5’ 5’

• Pembentukan asam nukleat• RNA

ATP, UTP, GTP, CTP RNA polimerase

RNA

• DNA dATP, dTTP, dGTP, dCTP DNA polimerase

DNA

• DNA• T.d. 2 utas rantai

polinukleotida yang membentuk struktur double-helix

antiparalel

• RNA• T.d. 1 utas rantai

polinukleotida

A T G C

T A C G

5’

5’

3’

3’

• DNA• 2 utas double

helix

• A T G C pur pir pur pir

• Rantai lebih panjang

• Deoksiribosa• Ikatan Hidrogen A T G C Hukum berpasangan

• RNA• t.d. 1 utas rantai

polinukleotida

• A U G C

• Rantai lebih pendek

• Ribosa.

.

RNA dan DNA• .

RNA• mRNA = messenger RNA berisi kodon-kodon asam amino yang

akan dirangkai• tRNA = transfer RNA Berbentuk seperti daun semanggi Mempunyai bagian yang disebut

antikodon yang berpasangan dengan kodon asam amino yang dibawa

Bertugas membawa a.a yang akan dirangkai

• rRNA = ribosomal RNA Komponen ribosom

EKSPRESI GEN

• .

• EKSPRESI GEN• GEN --- mRNA --- polipeptida/ protein

Upstream Downstream DNA 5’ ------ ACTGCC ------ 3’ utas coding 3’ ------ TGACGG ------ 5’ utas cetakan mRNA 5’ --- ACUGCC --- 3’ tRNA 3’-- UGA -- 5’ (bgn antikodon) Thr (a.a yg dibawa)

TRANSKRIPSI TRANSLASI

• Utas coding = utas sense Urutan nt di sini menentukan urutan a.a pada

rantai polipeptida yang dibentuk. – Kode genetik: 1 a.a dikode oleh urutan 3 nt – Urutan basa N dibaca dari 5’-3’

• Utas template = utas cetakan– Sebagai utas cetakan bagi pembentukan

mRNA

• mRNA– Sesuai hukum berpasangan apabila di utas

cetakan tertulis A maka pada utas mRNA tertulis U, apabila tertulis G maka pada utas mRNA tertulis C

– Urutan basa N dibaca dari 5’-3’– Satu kodon t.d 3 nt 1 asam amino

• Gen: suatu segmen DNA yang berisi informasi/ kode genetik urutan asam amino dari suatu rantai polipeptida / protein

• Gen: terdapat pada rantai DNA• Peta gen: menunjukkan letak gen pd rantai

DNA

• mRNA: – Urutan kodon (kode genetik pada mRNA)

menentukan urutan a.a yg akan dirangkai– Satu kodon terdiri dari 3 nukleotida

(triplet)

• Kode genetik bersifat hampir universal– Universal berarti kodon yang sama berlaku

untuk asam amino yang sama pada semua mahluk hidup

• .

• Total ada 43 = 64 kodon • 3 kodon (UAA, UAG, UGA) : kodon

terminasi• Kodon inisiasi: AUG (sebagian kecil organisme GUG) • Jumlah asam amino dasar

penyusun protein : 20, jadi banyak asam amino yang punya lebih dari 1 kodon

• Kodon pada mRNA akan dikenali oleh antikodon pd tRNA yang akan membawa asam amino yang sesuai dengan kodon tersebut untuk dirangkai

• .

mRNA urutan kodon

Transfer RNA (tRNA)

• .

Organisme dg materi genetik RNA

• Terdiri dari beberapa macam virus yang :– Tidak pernah mentranskripsikan

materi genetik ke molekul DNA– Dapat mentranskripsikan materi

genetik ke dsDNA (cDNA) •E.reverse transkriptase•Diintegrasikan ke genom inang

acuan ekspresi gen RNA virus yang baru

MUTASI

• .

MUTASI PADA TINGKAT GEN

•Substitusi •Insersi (1 atau lebih)•Delesi (1 atau lebih)

MOLEKUL DNA EUKARIOT• Sebagian besar di inti (dalam

kromosom)•DNA terikat protein kromatin

+ DNA+ Histon

+ Protein non histon + RNA (sedikit)

• Di dalam mitokhondria (mengandung sedikit gen)

» Tidak mengandung histon,» Berbentuk sirkuler

rRNA prokariota

• 3 spesies rRNA :

– rRNA 23 Ssub unit ribosom 50 S

– rRNA 5 S

– rRNA 16 S sub unit ribosom 30S

• S (Svedberg) : koefisien sedimentasi

PEMATANGAN mRNA (Eukariot)

• hn RNA (Eukariot)

PEMATANGAN mRNA (Eukariot)

• Capping

PEMATANGAN mRNA (Eukariot)

• .

REKOMBINASI KROMOSOM

PERLU PENJAJARAN KROMOSOM HOMOLOG

Organisme dg materi genetik RNA

• Terdiri dari beberapa macam virus yang :– Tidak pernah mentranskripsikan

materi genetik ke molekul DNA– Dapat mentranskripsikan materi

genetik ke dsDNA (cDNA) •E.reverse transkriptase•Diintegrasikan ke genom inang

acuan ekspresi gen RNA virus yang baru

PEMATANGAN mRNA (Eukariot)

• .

JENIS MOLEKUL RNA

•Messenger RNA (mRNA)•Transfer RNA (tRNA)•Ribosomal RNA (rRNA)•Pada eukariota juga ada :

•snRNA (small nuclear RNA) berperan pada proses splicing

Messenger RNA (mRNA)

• Acuan (template) untuk sintesis protein

• Berfungsi meneruskan informasi genetik dari gen (DNA).

• Berisi instruksi dlm penyusunan asam amino

• mRNA eukariot :– Ujung 5’ ada topi 7 mGTP– Ujung 3’ ada ekor poli A (20 – 200 A),

kecuali mRNA histon

Transfer RNA (tRNA)

• Membawa aa aktif ke ribosom untuk dirangkai menjadi rantai polipeptida sesuai urutan pada mRNA

• Minimal ada 20 jenis tRNA

• Adaptor, memp. tempat spesifik untuk :– mengikat aa– Mengenal nukleotida pada mRNA

Transfer RNA (tRNA)

• Terdiri dari 70 – 90 nukleotida• Berbentuk daun semanggi• Ujung 3’ : CCA• Gugusan OH atom C-3 adenosil

berikatan ester dg gugusan karboksil asam amino

• Banyak mengandung basa yang tidak umum pada RNA (inosin, ribotimin, pseudourasil, dihidrourasil)

Transfer RNA (tRNA)

• Lengkung dihidrourasil (DHU) :– Pengenalan thd enzim aminoasil-tRNA

transferase• Lengkung antikodon :

– Pengikatan dengan kodon (pada mRNA)• Lengan ekstra• Lengkung ribotimin-pseudourasil-

sitosin (TΨC) :– Pengikatan tRNA dengan ribosom

• Ujung 3’ : CCA

EKSPRESI GEN

• .

Aktivasi dan pengikatan asam amino pada tRNA

• Terjadi di sitosol• E.aminoasil-tRNA sintetase• 2 tahap :

– Pengaktifan asam amino•Perlu ATP

– Pengikatan aminoasil AMP ke tRNA•Terbentuk aminoasil tRNA (charge

tRNA)

TRANSLASI

• Perubahan bahasa dari urutan nukleotida dari mRNA menjadi urutan asam amino polipeptida

• Lokasi : ribosom• Cetakan / template : mRNA• Pembawa asam amino ke

ribosom : tRNA

TRANSLASI

Terdiri dari 3 tahap :

•Tahap inisiasi•Tahap elongasi•Tahap terminasi

TRANSLASI

Tahap inisiasi translasi

•Pengikatan faktor inisiasi (IF1,IF2,IF3) ke ribosom sub unit kecil

•Pengikatan mol.charge tRNA dan mRNA ke ribosom sub unit kecil

•Pembentukan kompleks inisiasi 70S

Tahap elongasi translasi

•Pengikatan aminoasil tRNA

•Pembentukan ikatan peptida

•Translokasi

PEMBENTUKAN IKATAN PEPTIDA

• .

TAHAP ELONGASI TRANSLASI• .

KODE GENETIK

• Terdapat di mRNA• Mengkode spesifisitas asam amino

penyusun protein• Terdiri dari 3 nukleotida (triplet)

kodon• Total ada 64 kodon• 3 kodon (UAA, UAG, UGA) : kodon

terminasi• Hampir universal• Akan dikenal oleh antikodon pd

tRNA

TAHAP TERMINASI TRANSLASI

• Situs A ditempati stop kodon• Tak ada tRNA yang mengenali

stop kodon• Situs A ditempati release factor• Memicu pelepasan polipeptida

dari peptidil tRNA, pemecahan secara hidrolitik

• Kompleks ribosom pecah menjadi komponen semula

TAHAP TERMINASI TRANSLASI

• .

POLISOM

• .

PEMATANGAN PROTEIN

Dapat terjadi :• Pelepasan ggs N-formil pada

ujung amino• Pelepasan metionin• Pemutusan rantai polipeptida• Reaksi oksidasi• Reaksi hidroksilasi• Pembentukan ikatan disulfida• Dan lain-lain

INHIBITOR SINTESIS PROTEIN

PADA PROKARIOT

ANTIBIOTIKA

CARA KERJA

Streptomisin Berikatan dg subunit ribosom 30S shg menghambat inisiasi dan menyebabkan salah baca mRNA

Tetrasiklin Berikatan dg subunit ribosom 30S dan menghambat pengikatan aminoasil tRNA

Kloramfenikol Berikatan dg subunit ribosom 50S dan menghambat aktivitas peptidiltransferase

Eritromisin Berikatan dg subunit ribosom 50S dan menghambat translokasi

INHIBITOR SINTESIS PROTEIN

PADA PROKARIOT DAN EUKARIOT

INHIBITOR

CARA KERJA

Puromisin Analog aminoasil-tRNA, shg terjadi terminasi dini

Actinomisin D Mengikat DNA dan menghambat gerakan RNA polimerase, shg mencegah transkripsi

Mitomisin Terjadi iktan kovalen antara 2 rantai DNA, sehingga replikasi menurun

INHIBITOR SINTESIS PROTEIN

PADA EUKARIOT

Sikloheksimid

menghambat aktivitas peptidil transferase

ribosom sub unit 60 S