Click here to load reader

C13 Sintesis Protein dan Protein Targetting

  • View
    425

  • Download
    6

Embed Size (px)

Text of 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

  • AUTHORED BY : IQBAL TAUFIQQURRACHMAN 2

    C13 Sintesis Protein dan Protein

    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

  • AUTHORED BY : IQBAL TAUFIQQURRACHMAN 3

    C13 Sintesis Protein dan Protein

    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

  • AUTHORED BY : IQBAL TAUFIQQURRACHMAN 4

    C13 Sintesis Protein dan Protein

    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 (sigma) ke daerah promoter

    o Daerah promoter (TATA box) itu terdiri atas sekuens

    -10 (kotak Pribnow) dan sekuens -35

    o Setelah itu faktor memediasi pelekatan subunit lain

    yaitu , , , dan 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 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 () dengan catatan, pada

    Gambar 13.8 Terminasi Translasi1

    Gambar 13.9 Inisasi Transkripsi Prokariota4

    Kotak pribnow = TATAAT

    Sekuens -35 = TTGACA

  • AUTHORED BY : IQBAL TAUFIQQURRACHMAN 5

    C13 Sintesis Protein dan Protein

    Targetting

    DNA template tidak terdapat 6 basa nitrogen adenin

    yang merupakan terminator

    o Lalu jika tidak memiliki faktor rho (), 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.

  • AUTHORED BY : IQBAL TAUFIQQURRACHMAN 6

    C13 Sintesis Protein dan Protein

    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

  • AUTHORED BY : IQBAL TAUFIQQURRACHMAN 7

    C13 Sintesis Protein dan 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