Protein Sintesis

  • View
    238

  • Download
    5

Embed Size (px)

Text of Protein Sintesis

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    1/21

    Sintesis Protein

    TranskripsiTranskripsi

    TranslasiTranslasi

    Kode GenetikKode Genetik

    Tahapan Sintesisprotein

    DNA

    mRNA

    PROTEIN

    Transkripsi

    Transla

    si

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    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

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    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

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    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

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    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

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    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

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    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.

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    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)

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    9/21

    Transfer RNA (tRNA)

    Fungsi tRNAadalah

    mentransferasam-asamamino dari

    kolam asamamino

    sitoplasma keribosom.

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    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.

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    11/21

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    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.

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    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

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    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 !

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    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

    A U G C U A C U U C G

    2-tRNA

    G

    aa2

    A U

    A

    1-tRNA

    U A C

    aa1

    anticodon

    Ikatanhidrogen kodon

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    16/21

    mRNAmRNA

    A U G C U A C U U C G

    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

    A U G C U A C U U C G

    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)

  • 7/24/2019 Protein Sintesis

    17/21

    mRNAmRNA

    A U G C U A C U U C G

    2-tRNA