Download pdf - C13 Sintesis Protein dan Protein Targetting

AUTHORED BY : IQBAL TAUFIQQURRACHMAN 1

C13 Sintesis Protein dan Protein

Targetting

Lecture Notes : SGBM

Theme : Sintesis Protein dan Protein Targetting

Oleh : DR. rer.physiol dr. Septelia Inawati Wanandi

A. Sintesis Protein Pada Eukariota

- Tempat terjadi transkripsi di nukleus

- Tempat terjadi translasi di sitosol

- Komponen yang dibutuhkan :

1. dsDNA

2. faktor transkripsi

3. enzim RNA Polimerase II

4. splisosom

5. mRNA

6. tRNA, asam amino, dan amynoacil-tRNA-sintetase

7. rRNA di ribosom

- Berikut proses lengkapnya :

1. Transkripsi

Inisiasi

Terdapat DNA helix ganda

Di daerah DNA terdapat daerah TATA box yang

disebut dengan promoter (tempat pelekatan RNA

Polimerase II)

Terjadi penempelan faktor transkripsi di promoter

Faktor transkripsi memediasi pelekatan RNA

Polimerase II ke promoter

Elongasi

RNA Polimerase II membuka heliks ganda DNA dan

mensintesis rantai mRNA di sepanjang rantai 5’ ke

3’ DNA yang kemudian akan disebut sebagai kodon

Terjadi sampai suatu sinyal terminasi

Terminasi

Terjadi pembentukan sinyal yang disebut sinyal

poliadenliasi (AAUAAA)

Setelah 10-35 nukleotida setelah sinyal poliadenilasi,

terjadi pemutusan pre-mRNA dari DNA tadi

sehingga bebas

2. Modifikasi Pre-mRNA menjadi m-RNA

Pre-mRNA atau bisa disebut hnRNA ini akan

dimodifikasi, dengan tujuan :

Gambar 13.1 Sintesis Protein

Eukariota1

Gambar 13.2 Transkripsi – Inisasi1



Targetting

Melindungi mRNA dari degradasi karena enzim

hidrolitik

Membantu ribosom melekat ke ujung 5’ mRNA

dengan cap dan ekor

Memfasilitasi ekspor mRNA matang dari nukleus

Yang pertama dilakukan adalah :

Penambahan satu guanin di ujung 5’ dan disebut

dengan 5’ cap

Penambahanya 50-250 adenin (poly-A tail) di ujung

3’

Selanjutnya dibuang intron-intron dan disambung

ekson-ekson (RNA Splicing) oleh splisosom yang

disusun oleh snRNP (snRNA + p rotein) dan protein

lain

Berikut ringkasan transkripsi secara keseluruhan :

Gambar 13.3 Hasil Modifikasi (Penambahan cap dan

Poly-A tail) pre-mRNA1

Gambar 13.4 Hasil RNA

Splicing1

Gam

bar

13.5

Rin

gka

san T

ransk

rip

si2



Targetting

3. Translasi

mRNA dibawa ke sitosol dan melekat ke ribosom

subunit kecil (30s)

tRNA akan mengikat asam amino pada ujung 3’ dengan

bantuan enzim amynoacil-tRNA-sintetase sehingga

terbentuklah tRNA yang membawa satu asam amino

spesifik dengan triplet antikodon

Selanjutnya ada kode AUG, sehingga tRNA akan

membawa antikodon UAC dan asam amino metionin

Karena ada pembentukan metionin ini juga melepaskan

IF (initiation factor) maka subunit besar (70s) melekat

Gambar 13.7 Proses Inisasi Translasi Eukariota1

Selanjutnya asam amino lain yang dibawa oleh tRNA

masing-masing akan berpindah dari situs A (amino-asil)

tempat perlekatan pertama kali ke situs P (peptidil)

sambil melepaskan asam amino ke rantai polipeptida,

dan terakhir ke situs E (exit) untuk masa sebelum tRNA

lepas dari mRNA

Gambar 13.6 Proses Penyatuan Asam

Amino dan tRNA1

Gambar 13.7 Proses Elongasi

Translasi Eukariota1



Targetting

Selanjutnya, ada kodon stop yang akan mengakhiri

translasi karena memediasi pelekatan release factor (RF)

Terlepaslah polipeptida dan membentuk protein

B. Sintesis Protein Pada Prokariota

- Tempat terjadi transkripsi maupun translasi pada prokariota

adalah di sitosol

- Perbedaan antara sintesis protein pada eukariota dan

prokariota adalah pada mRNA prokariota tidak perlu ada

modifikasi karena sudah ekson semua

- Berikut proses lengkapnya :

1. Transkripsi3

o Terjadi pelekatan faktor σ (sigma) ke daerah promoter

o Daerah promoter (TATA box) itu terdiri atas sekuens

-10 (kotak Pribnow) dan sekuens -35

o Setelah itu faktor σ memediasi pelekatan subunit lain

yaitu α, β, β’, dan ω yang akan membentuk suatu

holoenzim (RNA Polimerase)

o Dimulai pembukaan dsDNA menjadi ssDNA oleh RNA

polimerase sambil menambahkan sekuens nukleotida

o Dimulai dengan penambahan pppA atau pppG pada

ujung 5’

o Setelah transkripsi faktor σ lepas agar bisa berikatan ke

kompleks lain untuk membentuk holoenzim di

transkripsi berikutnya

o Selanjutnya adalah polimerisasi RNA di DNA template

sampai terminator

o Untuk dapat menjadi termniator yang baik, terminator

membutuhkan faktor rho (ρ) dengan catatan, pada

Gambar 13.8 Terminasi Translasi1

Gambar 13.9 Inisasi Transkripsi Prokariota4

Kotak pribnow = TATAAT

Sekuens -35 = TTGACA



Targetting

DNA template tidak terdapat 6 basa nitrogen adenin

yang merupakan terminator

o Lalu jika tidak memiliki faktor rho (ρ), terminator akan

memiliki simetri diad dalam DNA ulir ganda yang

terpusat pada 15-20 nukleotida sebelum ujung RNA

o Hal ini akan menyebabkan RNA bagian tengah melipat

ke atas dan membentuk struktur “hairpin”

o Terminator dalam transkripsi prokariota adalah basa

nitrogen dengan 6 A (adenin) maka ujung 3’ mRNA

adalah 6 U (urasil)

Gambar 13.9 Transkripsi pada Prokariota4

Catatan tambahan :

Kenapa termiantor harus

AAAAAA ??

Karena pada ikatan antara A-

U itu merupakan ikatan

rangkap 2 hidrogen jadi lebih

rentan dibanding G-C yang

memiliki ikatan rangkap 3

hidrogen. Jadi lebih mudah

untuk lepas dibanding G-C.



Targetting

2. Translasi

o Setelah proses transkripsi, mRNA akan menjadi

template untuk translasi

o Di mRNA ini terdapat sekuens Shine-Dalgarno

(AGGAGG) yang komplemen ke ujung 3’ 16S rRNA

o Shine-Dalgarno menyebabkan inisiasi mRNA ke

ribosom

o Diawali dengan ribosom subunit kecil sambil membawa

IF1 dan IF3

o Kemudian, tRNA membawa asam amino metionin

sambil membawa IF2 untuk memediasi pengikatan

subunit besar

o Terbentuklah kompleks ribosom-mRNA-tRNA secara

keseluruhan

o Translasi dimulai sampai pada kodon stop (UAA, UAG,

UGA) dari mulai pelekatan di situs A, kemudian ke situs

P, dan exit di situs E

o Pada kodon stop, akan ada pelekatan dua RF (release

factor) di mana RF1 mengenali UAG dan UAA sementara

RF2 mengenali UGA dan UAA

o Terjadilah pelepasan polipeptida kemudian membentuk

protein

C. Protein Targetting 1,5

Protein yang dihasilkan setelah translasi tergantung letak

translasinya di mana apakah di ribosom bebas atau di ribosom

terikat. Berikut bedanya :

1. Ribosom bebas : hasil proteinnya dijadikan enzim

2. Ribosom terikat : hasil proteinnya dijadikan membran

Jika pada ribosom terikat :

1. Hasil translasi di ribosom terikat (letaknya di RE Kasar) berupa

protein

2. Protein dikirim ke badan Golgi

3. Masuk ke bagian cis dan kemudian ke bagian medial

4. Di medial akan terjadi penyortiran protein agar didapatkan yang

baik, jika masih belum matang protein dikembalikan ke RE kasar

5. Selanjutnya, protein matang diglikosilasi untuk penanda di

bagian membran mana akan dilekatkan

6. Pembentukan vesikel dan eksositosis protein dari golgi menuju

organel atau membran sel yang membutuhkan protein



Targetting

Daftar Pustaka

1. Campbell, Neil A. Biology. 9th ed. San Fransisco : Pearson Education

Inc; 2011

2. Turnpenny P, Ellard S. Emery's Elements of Medical Genetics. 14th

ed. Elsevier; 2012.

3. Elrod S, Stansfield W. Schaum's Outlines of Theory and Problems of

Genetics. 4th ed. McGraw-Hill; 2002.

4. D. Peter S, J. Simmons M. Snustad Principles of Genetics. 6th ed. Jon

Wiley & Sons, Inc.; 2012.

5. Sherwood, Lauralee. Human Physiology : From Cells to the Systems

8th Edition. Australia: Brooks/Cole, Cengage Learning; 2012