Protein dan Sintesis Protein

PROTEIN DAN SINTESIS PROTEIN

Prepared by Surya Amal, S.Si, M.Kes, Apt

BIOLOGI SEL

Energy production

Manufacturing

Central processing

Data ManagementCommunication

Data processing

Data storage

Data retrieval

Manufacturing

Machine shopPacking

Transportation

Shipping

Packing

Project management

Waste management

Form

Form

Oxidation

What are Cells Made of ?

Membran (Membranes) --- lipid Protein (Proteins) Karbohidrat (Carbohydrates) --- gula Kofaktor (Cofactors) ---- vitamin Asam Nukleat (Nucleic acids)

Manusia mempunyai sekitar 30.000 gen.

Tiap sel memiliki set lengkap dari gen-gen (manusia), tetapi setiap sel hanya membuat protein spesifik. Mengapa ?

Implikasi pada rekayasa jaringan (tissue engineering)

Central Dogma of Molecular Biology

How is a Cell Assembled ?

Harus ada “informasi” yang menentukan perakitan bagian-bagian sel. – informasi genetik --

DNA mengandung informasi yang diperlukan untuk membangun sel.

Mekanisme yang DNA timbulkan terhadap sel dan organisme merupakan inti dari ‘dogma sentral’ biologi.

Central Dogma of Biology

DNA RNA PROTEIN

Data Strorage Readout Execution

Protein adalah polimer asam-asam amino

Tiap protein mempunyai sebuah sekuens (urutan) asam-asam amino yang khas.

Sekuens asam-asam amino tersebut menspesifikasikan bentuk dan fungsi protein.

What are Proteins ?

Primary structure of proteins

The Amino Acids

Types of Proteins

1) Enzim (Enzymes) – Katalisator reaksi-reaksi biokimia di dalam sel.

2) Struktural (Structural) – kolagen, elastin, keratin, dsb. 3) Pergerakan (Motility) – aktin, miosin, tubulin, dsb. 4) Pengatur (Regulatory) – Pengatur ekspresi gen (replikasi

DNA, transkripsi, translasi)5) Nutrisi dan penyimpanan (Nutrient and Storage) –

ovalbumin, kasein, etc. 6) Hormonal (Hormonal) – insulin, nerve growth factor

(NGF), etc. 7) Reseptor (Receptors) – hormon and neurotransmiter 8) Pengangkut (Transport) – membawa molekul-molekul

kecil dan besi. 9) Pertahanan (Defence) -- imunoglobin dan antibodi

What is DNA ?

DNA adalah deoxyribonucleic acid DNA merupakan polimer nukleotida Makromolekul ini mengkode informasi

yang diperlukan untuk membangun komponen sel.

Hal ini memungkinkan penyimpanan, replikasi dan pelaksanaan (execution) informasi seluler.

Nucleus

DNA double helix

Chromosomes

DNA –Position in the cell

Sekuens (urutan) DNA harus diterjemahkan untuk membuat protein.

Pengkodean (penerjemahan) ini membutuhkan kreasi dari cetakan RNA (RNA template).

Kreasi dari duta RNA (messenger RNA, mRNA) disebut transkripsi (transcription).

Pembentukan protein dari mRNA disebut translasi (translation).

How Does DNA Specify the Sequence of a Protein ?

There are some differences between DNA and RNA

DNA RNA

Deoxyribose Sugar Ribose

A, T, C, G Nitrogen bases

U, A, G, C

Double Double or Single Strand

Single

Nucleus Location Anywhere in cell

phosphate group

URACIL (U)base with a single-ring structure

sugar (ribose)

Sugar Phosphate Base

Adenine and guanine are purines

Thymine and Cytosine are pyrimidines

Nukleotides

Transcription

Adalah sintesis RNA dibawah arahan DNA Kedua asam nukleat menggunakan bahasa yang

sama, dan informasi hanya ditransfer, atau disalin dari satu molekul menjadi molekul lain.

Tipe molekul RNA ini disebut RNA duta (messenger RNA, mRNA) – karena mengandung pesan-pesan genetik dari DNA ke mekanisme penyintesis protein sel.

Membutuhkan polimerase RNA (RNA Polymerase)

Mengkode untuk 20 asam mino Kodon (codons) : Beberapa seri dari

pasangan triplet basa (triplet base) 64 Kodon, 60 asam amino, lainnya untuk

awal/akhir Intron (introns) = Tidak mengkode (non-

coding) Ekson (Ekson) = menyandi untuk RNA

Points about transcriptions

exonexon intron intron exon

Unit transkripsi pada sebuah untaian DNA

Transkripsi kedalam pre-mRNA

(dipotong keluar) (dipotong keluar)

poly-Atail

3’cap

5’

5’ 3’

mature mRNA transcript

sugar-phosphate backbone of one strand of nucleotides in a DNA double helix

sugar-phosphate backbone ofthe other strand of nucleotides

part of the sequence of base pairs in DNA

RNA polymerase

3’5’

transcribed DNA winds up again

DNA to be transcribed unwinds

Newly forming RNA transcript

The DNA template at the assembly site

The triplet code

Translation

Adalah sintesis polipeptida, yang terjadi di bawah arahan mRNA.

Selama tahap ini, terjadi perubahan bahasa.

Sel harus menerjemahkan atau mentranslasi sekuens (urutan) basa molekul mRNA menjadi sekuens asam amino polipeptida.

Tempat translasi adalah ribosom.

Sintesis protein dalam sitoplasma

Komponen-komponen yang terlibat :1. mRNA / RNA duta (kodon)2. tRNA / RNA transport (antikodon)3. rRNA / RNA ribosom4. ribosom5. asam amino

Translation

Binding site for mRNA

P (first

binding site for tRNA)

A (second binding site for tRNA)

P(peptidyl)

Site

A(aminoasyl)

Site

Largesubunit

Small subunit

mRNA

A U G C U A C U U C G

Translation in the ribosome

Initiation

mRNA


1-tRNA 2-tRNA

U A C G

aa1 aa2

A UA

antikodon

Ikatan hidrogen codon

Ikatan peptida

3-tRNA

G A A

aa3

ElongationSebuah ribosom mengandung dua tempat kedudukan (sites) dimana tRNA dapat berikatan dengan mRNA.

mRNA


1-tRNA

2-tRNA

U A C

G

aa1

aa2

A UA

Ikatan peptida

3-tRNA

G A A

aa3

Ribosomes move over one codon

(leaves)

mRNA


2-tRNA

G

aa1

aa2

A UA

Ikatan peptida

3-tRNA

G A A

aa3

4-tRNA

G C U

aa4

A C U

mRNA


2-tRNA

G

aa1aa2

A U

A

Ikatan peptida

3-tRNA

G A A

aa3

4-tRNA

G C U

aa4

A C U

(leaves)


mRNA

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

mRNA

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


mRNA

A C A U G U

aa1

aa2

U

primarystructureof a protein

aa3

200-tRNA

aa4

U A G

aa5

C U

aa200

aa199

terminator or stop codon

Termination

End Product

Produk akhir dari sintesis protein adalah struktur primer sebuah protein.

Sebuah untaian asam amino yang saling berikatan melalui ikatan peptida

aa1

aa2 aa3 aa4aa5

aa200

aa199

Overview: the roles of transcription and translation in the flow of genetic information

A summary of transcription and translation in a eukaryotic cell

Terima Kasih

Science

Protein dan Sintesis Protein