Protein Sintesis

7/24/2019 Protein Sintesis

1/21

Sintesis Protein

TranskripsiTranskripsi

TranslasiTranslasi

Kode GenetikKode Genetik

Tahapan Sintesisprotein

DNA

mRNA

PROTEIN

Transkripsi

Transla

si


2/21

Semua sel hidup mengandung berbagai jenisprotein.

Semua reaksi biokimia tubuh dikontrol olehenzim, dan biasanya tergabung dalam suaturangkaian reaksi yang dikenal dengan jalurmetabolisme.

Sel membuat sendiri protein-protein yangmereka perlukan.

Gen memberi perintah untuk membuat proteintertentu tetapi gen tidak membangun proteinsecara langsung.

Jembatan antara DNA dan sintesis protein ialahRNA. Gen panjangnya mencapai ratusan atau

ribuan nukleotida, masing-masing memilikiurutan basa yang spesifik.

Tahap sintesis protein

Sintesis protein terdiri atas dua tahap, yaitu

transkripsi dan translasi


3/21

Transkripsi

Transkripsi adalah proses pemindahan informasigenetik dari ruas DNA ke dalam molekul RNA

Transkripsi dilakukan dengan cara pembentukanmRNA oleh DNA

Untai DNA digunakan sebagai cetakan (template)atau pola sintesis

Proses tersebut terjadi di dalam nukleus dan dibantuoleh katalisator berupa enzim RNA polimerase, yangberperan sebagai enzim transkriptase.

Enzim RNA polimerasi berfungsi untuk membuka

pilinan heliks ganda DNA pada titik awal transkripsidan memulihkan kembali pilinan heliks ganda

Selama transkripsi, nukleotida RNAdi dalam ikalatan nukleoplasmamelengkapi basa-basa pada satudari dua rantai DNA.

Molekul gula RNA berikatandengan kelompok fosfat RNAmembentuk rantai tunggal mRNA.

Kode basa mRNA disalin atasrantai mRNA, setiap kombinasi tigabasa pada mRNA merupakansebuah KODON.

Rantai mRNA kemudianmemisahkan diri dari DNA danbergerak ke dalam sitoplasma

Replikasi

mRNA

DNA

translasi

Protein

transkripsi


4/21

Transcription of segment of DNA to form a molecule of RNA

1 2

34

Transcription of segment of DNA to form a molecule of RNA


5/21

Kode Genetik (KODON)

Kode genetik adalah aturan hubunganantara gen dengan protein. Mengaturhubungan antra asam amino yangterdapat pada rantai polinukleotidadengan rangkaian nukleotida yangterdapat pada tRNA

Saintis telah menemukan 20 jenis asamamino penyusun polipeptida (protein),oleh sebabitu perlu pengendalian olehgen dalam pembentukan protein

Sifat sintesis protein adalah khas, hanyasatu gen yang menyandikan satu jenis

protein

Bagaimana menentukan bahwa setiap kodondisusun oleh tiga basa ?

DNA dan RNA memiliki 4 basa, bila sebuahkodon hanya dapat memiliki satu basa, mRNAhanya dapat mengkode empat asam amino

Bila sebuah kodon hanya memiliki dua basa,hanya 16 asam amino yang dapat dikodekan

Jika kodon merupakan tiga basa (kodontriplet), ada 64 kode yang mungkinberkombinasi


6/21

Saintis telah mampu merumuskan kode genetikyang menghubungkan kodon-kodon pada mRNAdengan asam amino yang dikendalikan (lihattabel)

Dalam tabel tersebut terlihat bahwa ada lebihdari satu kodon bagi kebanyakan asam amino

Misalnya asam amino leusin memiliki enamkodon yang berbeda

Kodon UAA, UAG dan UGA merupakan kodon

stop dan AUG merupakan kodon star yaitu kodeawal bagi asam amino untuk memulai sintesis

Tabel kode genetikTabel kode genetik


7/21

Translasi Kondon dari mRNA diperlukan untuk

membangun protein di dalamsitoplasma, proses tersebut dinamakantranslasi.

Pada saat translasi terjadi prosespenerjemahan kode asli dari DNAmenjadi sebuah protein serta interaksiantara mRNA dengan tRNA.

Setiap unit tRNA terikat pada kodon

mRNA pelengkapnya dan mengikatasam amino khusus

Tiga basa tRNA disebut antikodon

Dalam proses translasi (penerjemahan), suatu selmenginterpretasi suatu pesan genetik dan membentukprotein yang sesuai.

Pesan tersebut berupa serangkaian kodon di sepanjangmolekul mRNA (hasil transkripsi), interpreternya adalahRNA transfer (tRNA).

Fungsi tRNA adalah mentransfer asam-asam amino darikolam asam amino sitoplasmanya ke ribosom.


8/21

Secara prinsip translasi sederhana tetapi kompleks secarabiokimia dan mekanik, khususnya pada sel eukariotik.

Kita dapat membagi translasi, sintesis polipeptida, menjaditiga tahap yaitu inisiasi, elongasi dan terminasi.

Semua tahapan tersebut memerlukan faktor-faktor proteinyang membantu mRNA, tRNA dan ribosom selama prosestranslasi.

Untuk inisiasi dan elongasi rantai dibutuhkan sejumlahenergi. Energi ini disediakan oleh GTP (guanosintriphospat), suatu molekul yang mirip ATP.

Tahap inisiasi dari translasi membawabersama-sama mRNA, sebuah tRNA yangmemuat asam amino pertama daripolipeptida, dan dua buah subunit ribosom.Pertama, subunit ribosom kecilmengikatkan diri pada mRNA dan tRNAinisiator khusus

Subunit ribosom kecil melekat pada segmenleaderpada ujung 5 (upstream) darimRNA. Pada eukariota ujung 5 pertamakali memerintahkan subunit kecil untukmelekat pada ujung 5 dari mRNA. Pada

arah downstreamdari mRNA terdapatkodon inisiasi AUG yang memberikan sinyaldimulainya proses translasi.

tRNA inisiator yang membawa asam aminometionin, melekat pada kodon inisiasi.

Translasi - inisiasi

Ribosom subunit

besar dan sub unit

kecil (tempat sintesis

protein)


9/21

Transfer RNA (tRNA)

Fungsi tRNAadalah

mentransferasam-asamamino dari

kolam asamamino

sitoplasma keribosom.


10/21

Inisiasi

The small subunit of theribosome binds to a site"upstream" (on the 5' side) of

the start of the message. It proceeds downstream (5' ->

3') until it encounters the startcodon AUG. (The regionbetween the cap and the AUGis known as the 5'-untranslated region [5'-UTR].)

Here it is joined by the largesubunit and a specialinitiator tRNA.

The initiator tRNA binds to theP site (shown in pink) on theribosome.

In eukaryotes, initiator tRNAcarries methionine (Met).(Bacteria use a modifiedmethionine designated fMet.)

Elongasi An aminoacyl-tRNA (a tRNAcovalently bound to its amino acid)able to base pair with the nextcodon on the mRNA arrives at theA site (green) associated with: an elongation factor (called

EF-Tu in bacteria)

GTP (the source of the neededenergy)

The preceding amino acid (Met atthe start of translation) is covalentlylinked to the incoming amino acidwith a peptide bond (shown in red).

The initiator tRNA is released fromthe P site.

The ribosome moves one codondownstream.

This shifts the more recently-arrived tRNA, with its attachedpeptide, to the P site and opens theA site for the arrival of a newaminoacyl-tRNA.

This last step is promoted byanother protein elongation factor(called EF-G in bacteria) and theenergy of another molecule ofGTP.


11/21


12/21

Terminasi

Akhir translasi terjadi ketikaribosom bertemu dengan salahsatu dari kodon stop (UAA, UAG,UGA).

(The nucleotides from this point tothe poly(A) tail make up the 3'-untranslated region [3'-UTR] of themRNA.)

There are no tRNA molecules withanticodons for STOP codons.


13/21

RibosomRibosom

Terbentuk dari sub unit besar dansub unit kecil

Terdiri dari rRNA (40%) and protein(60%)

Mempunyai dua sites untukmelekatkan tRNA --- sisi P and sisi

A

RibosomRibosom

PSite

ASite

Largesubunit

Smallsubunit

mRNAmRNA

A U G C U A C U U C G


14/21

TranslasiTranslasi

Sintesis protein dalam sitoplasmaSintesis protein dalam sitoplasma

Termasuk dibawah ini:Termasuk dibawah ini:

1.1. mRNA (kodons)mRNA (kodons)

2.2. tRNA (antikodons)tRNA (antikodons)

3.3. ribosomesribosomes

4.4. asam aminoasam amino

TranslasiTranslasi Tiga langkah translasi:Tiga langkah translasi:

1.1. inisiasiinisiasi: kodon star (AUG): kodon star (AUG)

2.2. elongasielongasi: penyambungan asam amino: penyambungan asam amino

3.3. terminasiterminasi: kodon stop (UAG, UAA,: kodon stop (UAG, UAA,or UGA).or UGA).

Lets Make a Protein !Lets Make a Protein !


15/21

Kodon mRNA bergabungKodon mRNA bergabungdengan Ribosomdengan Ribosom

PSite

ASite

Largesubunit

Small subunit

mRNAmRNAA U G C U A C U U C G

InitiationInitiation

mRNAmRNA


2-tRNA

G

aa2

A U

A

1-tRNA

U A C

aa1

anticodon

Ikatanhidrogen kodon


16/21

mRNAmRNA


1-tRNA 2-tRNA

U A C G

aa1 aa2

A UA

anticodonIkatan

hidrogen codon

peptide bond

3-tRNA

G A A

aa3

ElongationElongation

mRNAmRNA


1-tRNA

2-tRNA

U A C

G

aa1

aa2

A U

A

Ikatan peptida

3-tRNA

G A A

aa3

Ribosomes move over one codon

(leaves)


17/21

mRNAmRNA


2-tRNA

G

aa1

aa2

A U

A

Ikatan peptida

3-tRNA

G A A

aa3

4-tRNA

G C U

aa4

A C U

mRNAmRNA


2-tRNA

G

aa1 aa2

A U

A

peptide bonds

3-tRNA

G A A

aa3

4-tRNA

G C U

aa4

A C U

(leaves)



18/21

mRNAmRNA

G C U A C U U C G

aa1aa2

A

Ikatan peptida

3-tRNA

G A A

aa3

4-tRNA

G C U

aa4

A C U

U G A

5-tRNA

aa5

mRNAmRNA

G C U A C U U C G

aa1

aa2

A

Ikatan peptida

3-tRNA

G A A

aa3

4-tRNA

G C U

aa4

A C U

U G A

5-tRNA

aa5



19/21

mRNAmRNA

A C A U G U

aa1

aa2

U

primaryprimarystructurestructureof a proteinof a protein

aa3

200-tRNA

aa4

U A G

aa5

C U

aa200

aa199

terminatorterminator

or stopor stopcodoncodon

TerminasiTerminasi

Hasil akhirHasil akhir Protein!Protein! The end products of protein synthesis isThe end products of protein synthesis is

aa stuktur primer proteinstuktur primer protein

Susunan asam amino yang terikatSusunan asam amino yang terikatbersama oleh ikatan peptidabersama oleh ikatan peptida

aa1

aa2

aa3 aa4aa5

aa200

aa199


20/212

Garis besar sintesis protein

Metionin Glisin Valin

U A C C C U C A A

A U G G G A G U U

Asam amino

T A C C C T C A A

Transkripsididalam

nukleus

Translasidisitoplasma

a. Gen dalam DNA(cetakan mRNA,

pita anti sense)

b. mRNA (kodon)

c. tRNA (antikodon)

d. Protein

Rangkuman

tahapandalam proses

sintesisprotein:

transkripsi,translasi

(inisiasi,

elongasi,terminasi)


21/21

Latihan

Cetakan (anti-sense) GGG

Pita DNA sense TAC

mRNA (kodon) CCU

tRNA (anti kodon) UCG

Asam amino Leu

Setiap kolom dalam tabel di bawah ini memperlihatkan tiga nukleotida.

Berdasarkan kodon yang ada dalam kolom tersebut, isi kolom yangkosong dalam tabel tersebut.

Latihan 2

ANTI SENSE

SENSE TAC CGG TAG GTA CGA GTA TAG CGG CTT AGC CGG TTT AGA CGC CCC

mRNA

tRNA

Asam Amino

Documents

Protein Sintesis