SINTESIS PROTEIN

Sintesis Protein 1. Aspek sintesis protein 2. Mekanisme sintesis protein (prokariot) 3. Mekanisme Sintesis Protein (Eukkariot)

1. Aspek-Aspek Sintesis protein Interaksi Codon-anticodon Wobble Ribosome binding site Polysomes Initiators tRNA

Interaksi Codon-anticodon Dalam ribosom, bentuk 3 pasang basa anti-parallel terjadi antara codon mRNA dan anticodon tRNA.

Molekul tRNA berinteraksi dg lebih dari satu codon

Untuk menerangkan kelebihan kode genetik, 18 asam amino dikode oleh lebih dari satu kodon triplet yg berbeda pada 5’-basa anticodon Wobble Basa 5'-anticodon mampu mengalami gerakan lebih dari dua basa lain dan dapat membentuk pasang basa non-standard sepanjang jarak antara unit-unit ribosa yg dekat.

Semua pemasangan basa pada posisi wobble Tidak ada pasangan basa purin-purin atau pirimidin-pirimidin yg dibiarkan karena jarak ribosa mjd tidak betul. U tidak ditemukan sbg basa 5’-antikodon

Wobble pairing: non Waston-crick base paring

Ribosome binding site (Shine-Dalgarno sequence) Melulu utk translasi prokaryotic Sekuens kaya-purin biasanya mengandung 5'-AGGAGGU-3' Upstream dari kodon inisiasi dalam mRNA prokaryotic Ke posisi ribosome utk inisiasi sintesis protein

Shine-Delgarno element

Polisom Setiap transkrip mRNA dibaca simultan oleh lebih dari 1 ribosom.  Ribosom pertama, kedua, ketiga, dst. Mulai membaca transkrip mRNA sebelum ribosom pertama menyelesaikan sintesisrantai polipeptida. ribosom yg banyak pada transkrip mRNA tunggal ini disebut poliribosom atau polisom. 

Polisom

Initiator tRNA Metionin merupakan asam amino pertama yg dirangkai di dalam rantai protein baik pada prokariot maupun eukariot ( dimodifikasi N-formylmethionine) Initiator tRNAs adalah tRNA khusus yg mengenal kodon mulai AUG (GUG) dalam prokariot maupun eukariot. Initiator tRNAs berbeda dg tRNA utk Metionin

Initiator tRNA, fMet-tRNAfMet dalam E. coli Lacking alkylated A endorses more flexibility in recognition in base pairing (both AUG and GUG).

Pembentukan Initiator tRNA in E. coli Baik initiator tRNA and noninitiator tRNAmet dimuati dg Met oleh enzim yg sama methionyl-tRNA synthetase utk menghasilkan methionyl-tRNA Hanya initiator methionyl-tRNA yg dimodifikasi dg transformylase N-formylmethionyl-tRNAfmet.

2. Mekanisme Sintesis Protein (Prokariot) Sintesis Protein tjd dalam 3 tahap 1.inisiasi. Perakitan ribosom pada molekul mRNA. 2.Pemanjangan-siklus penambahan asam amino berulang. 3.Terminasi dg melepaskan rantai protein

Inisiasi Dalam prokariot, inisiasi perlu: Subunit Ribosom besar dan kecil, mRNA initiator tRNA tiga faktor inisiasi.

Perbandingan ukuran yg menunjukkan ribosom cukup besar utk mengikat tRNA dan mRNA.

IF1 dan IF3 terikat ke subunit 30S Kompleks IF2 dg GTP terus terikat ke subunit kecil itu, membentuk kompleks RBS. initiator tRNA dpt terikat ke kompleks itu pada sisi P berpasangan dg kodon AUG. 30S initiation complex Sekarang Subunit 50S dapat mengikat. GTP dihidrolisis, IF dilepaskan dan membentuk kompleks inisiasi 70S

Ribosom yg terakit memp dua tRNA-binding sites, yaitu sisi A- dan P-, utk aminoasil dan peptidil berurutan. Hanya fMet-tRNAfMet yg digunakan utk inisiasi dg subunit 30S ; aminoacyl-tRNA yg lain semuanya digunakan utk pemanjangan dg ribosom 70S.

Pemanjangan Dg pembentukan kompleks inisiasi 70 S, siklus pemanjangan dimulai. Pemanjangan terkait dg 3 faktor: EF-Tu, EF-Ts, EF-G, dg bantuan GTP, tRNA yg termuati dan kompleks inisiasi 70S.

Tiga Langkah pemanjangan 1. Charged tRNA sebagai kompleks EF-Tu dan GTP . 2.Peptidyl tranferase (subunit 50S ribosomal) membuat ikatan peptida dg menggabungkan 2 asam amino tanpa input energi. 3.Translocase (EF-G), dg energi dari GTP, menggerakkan ribosom 1 kodon sepanjang mRNA, mengusir uncharged tRNA dan memindahkan peptida ribosom dari mRNA.

Siklus penukaran EF-Tu-Ts

Pembentukan Ikatan Peptida terjadi dg reaksi antara polypeptida dari peptidyl-tRNA dalam sisi P dan asam amino dari aminoacyl-tRNA dalam sisi A

Translokasi Dalam bakteri, discharged tRNA meninggalkan ribosom lewat sisi lain, sisi E Dlm eukariot, discharged tRNA dikeluarkan langsung ke dalam sitosol. EF-G (translocase) dan GTP terikat ke ribosom, dan discharged tRNA diusir dari sisi-P- dg bantuan energi. peptidyl-tRNA dipindahkan dari sisi-A ke sisi-P dan mRNA bergerak satu kodon relatif thd ribosom.

Translokasi dalam E. coli A-site Translokasi dalam E. coli P-site E-site

Terminasi Faktor Protein yg disebut factor pelepasan berinteraksi dg stop codon dan menyebabkan pelepasan rantai polipeptida yg sudah lengkap RF1 and RF2 mengenal stop codon dg bantuan RF3 Factor pelepasan membuat peptidyl transferase mentransfer polypeptide ke air, dan sehingga protein dilepaskan Faktor pelepasan dan EF-G: memindahkan uncharged tRNA dan melepaskan mRNA,.

3. Mekanisme Sintesis Protein dalam eukariot Paling banyak perbedaan mekanismenya antara prokariot dan eukariot terjadi dalam tahap inisiasi. Lebih banyak jumlah eIFs dan scanning process dalam eukariot Initiator tRNA pada eukariot tidak terformilasi

prokaryotic eukaryotic function Initiation factor IF1 IF3 IF2 eIF3 eIF4c eIF6 eIF4B eIF4F eIF2B eIF2 eIF5 Bind to ribosome submits Bind to mRNA Initiator tRNA delivery Displacement of other factors Elongation factor EF-Tu EF-Ts EF-g eEF1α eEF1βγ eEF2 Aminoacyl tRNA delivery Recycling of EF-Tu or eEF1α Translocation Termination factors RF1, RF2, RF3 eRF Polypeptides Chain release

Scanning =Membaca sepintas Kompleks subunit ribosom 40s terikat ke daerah 5’cap mRNA dan bergerak sepanjang scanning utk start codon AUG.

Ribosom Eukaryotic bermigrasi dari ujung 5’ mRNA ke ribosome binding site, termasuk kodon inisiasi AUG.

Inisiasi Berbeda dg kejadian di prokariot, pada eukariot, inisiasi tRNA terikat ke subunit 40S sebelum dapat terikat ke mRNA. Fosforilasi eIF2, yg mana menghantarkan inisiasi tRNA, merupakan poin pengendalian yg penting.

Faktor inisiasi dapat dikelompokkan berdasarkan fungsinya sbb: Binding to ribosomal subunits eIF6 eIF3 eIF4c Binding to the mRNA eIF4B eIF4F eIF4A eIF4E Involved in initiation tRNA delivery eIF2 eIF2B Displace other factors eIF5

+ Initiator tRNA+eIF2+GTP eIF3+4C+40S Ternary complex 43S ribosome complex 43S preinitiation complex ATP +mRNA+eIF4F+eIF4B ADP+Pi 48S preinitiation complex

Scanning Banyak factor yg terlibat

Scanning untuk menemukan AUG

Elongation= Pemanjangan Siklus pemanjangan sintesis protein eukariot mirip dg prokariot Factor EF-Tu EF-Ts EF-G memiliki ekuivalen eukariotik yg disebut eEF1α eEF1βγ eEF2

Termination= Terminasi= Pengakhiran Eukariot hanya menggunakan 1 factor pelepasan eRF, yg memerlukan GTP, mengenal seluruh 3 kodon terminasi. Kodon terminasi (UAG, UAA, UGA) yg menyebabkan sintesis protein diakhiri.