STRUKTUR ULTRA NUKLEUS ASAM NUKLEAT DAN SINTESIS PROTEIN FUNGSI NUKLEUS ASAM NUKLEAT DAN SINTESIS PROTEIN BIOSEL 2010
STRUKTUR ULTRA NUKLEUS BIOSEL 2010
Terbungkus oleh dua lapis membran (luar & dalam) Berbentuk bulat Ukuran 5 µm Terbungkus oleh dua lapis membran (luar & dalam) Terdapat nuclear pore complex Didalamnya terdapat nucleolus dan matriks nucleus Mengandung sebagian besar gen BIOSEL 2010
NUCLEAR PORE COMPLEXES 15 - 20 pores/m2 BIOSEL 2010
DIAGRAM SKEMATIK NUKLEUS BIOSEL 2010
BIOSEL 2010
STRUKTUR SELUDANG NUKLEUS BIOSEL 2010
BAGIAN2 NUKLEUS Membran nukleus Nukleolus Nukleoplasma Kromatin BIOSEL 2010
Perinuclear compartement berhubungan langsung dengan cisternae dari RE Seludang nukleus tersusun atas membran luar, membran dalam dan komplex pori-pori/lubang Antara membran luar dan dalam terdapat rongga yang disebut perinuclear compartement (40 nm) Perinuclear compartement berhubungan langsung dengan cisternae dari RE BIOSEL 2010
Membran luar berhubungan langsung dengan Ribosom dan RE Kompleks pori terdiri dari lubang/ pori dan annulus Diameter pori tersebut 80 - 90 nm Diameter kompleks pori 120 - 140 nm Annulus terdiri dari 8 membran protein BIOSEL 2010
Perinuclear compartement 20 - 40 nm BIOSEL 2010
NUKLEOLUS Nukleolus tidak bermembran Bentuk bulat, Ukuran 0,3 mikron Fungsi sintesa ribosom DNA r RNA transkrip BIOSEL 2010
NUKLEOPLASMA Sifat lebih kental dari sitoplasma Berisi butir-butir kromatin, nukleolus, nukleoprotein Asam nukleat : DNA dan RNA Protein dan garam2 mineral BIOSEL 2010
Nukleoprotein. Protamin,. Histon. Non histon. Enzim nukleus Nukleoprotein * Protamin, * Histon * Non histon * Enzim nukleus DNA polimerase, RNA polimerase adenosin diaminase, guanase, nukleofosforilase BIOSEL 2010
KROMATIN Butir2 atau benang2 halus dalam nukleus yg dapat mengikat zat warna basa = basofil Mitosis : kromatin kromosom Kromatin terdiri dari DNA dan Protein Histon, sbg teras BIOSEL 2010
ASAM NUKLEAT DAN SINTESIS PROTEIN BIOSEL 2010
STRUKTUR ASAM NUKLEAT Asam nukleat terdiri atas: Gula 5 karbon (pentosa): Deoksiribosa (DNA) atau ribosa (RNA); Basa nitrogen; dan osfat BIOSEL 2010
STRUKTUR ASAM NUKLEAT Gula pentosa H OH CH2 O 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ Deoksiribosa BIOSEL 2010
OH H CH2 O 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ Ribosa BIOSEL 2010
Basa nitrogen Purin Adenin Guanin O N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 NH2 H N 1 2 3 BIOSEL 2010
Pirimidin Thymin Sitosin O N 3 2 1 6 5 4 NH2 H O H 4 CH3 N 3 5 2 6 1 O BIOSEL 2010
O H 4 H N 3 5 2 6 1 O N H Urasil BIOSEL 2010
Basa akan selalu terikat pada posisi 1’ dari pentosa Nukleosida adalah struktur yang terbentuk oleh adanya ikatan antara gula pentosa dan basa nitrogen dengan ikatan glikosidik Basa akan selalu terikat pada posisi 1’ dari pentosa Titik ikatan pada basa adalah posisi-1 (N-1) pada Pirimidin dan posisi-9 (N9) pada Purin BIOSEL 2010
BIOSEL 2006
DNA: adalah sebuah polinukleotida Terbentuk ketika 5’ fosfat dari satu nukleotida berikatan dengan 3’ -OH dari nukleotida yang lain, dengan cara menghilangkan gugus -OH dari posisi 3’ Ikatan 3’ - 5’ disebut ikatan posphodiester BIOSEL 2010
O N -O -O P O -O P O 5’ 4’ 3’ 2’ 5’ 4’ 3’ 2’ 3 2 1 6 5 4 NH2 H O CH2 N 7 8 9 NH2 O H OH O CH2 2’ 3’ 4’ 5’ -O P O
Pada umumnya DNA adalah double helix Kedua rantai yang terpisah saling memilin, searah jarum jam (right-handed), dan terdapat 10 bp/putaran Ikatan gula dan fosfat berada diluar dan basa-basa bertumpuk satu dengan lainnya di bagian tengah Dua pita dalam double helix membentuk major dan minor grooves BIOSEL 2010
Kedua pita tersusun antiparallel Kedua pita bersifat komplimen Kedua pita DNA dihubungkan secara non-kovalen oleh ikatan hidrogen antara dua basa dari dua pita yang berlawanana Kedua pita tersusun antiparallel Kedua pita bersifat komplimen Ikatan hidrogen bersifat khusus/unik BIOSEL 2010
N 3 2 1 6 5 4 O H CH3 H N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 NH BIOSEL 2010
N 3 2 1 6 5 4 H O N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 H O
Sekuen basa pada DNA mengkode informasi genetik BIOSEL 2010
SINTESIS PROTEIN Gen adalah segmen DNA yang mengkode sebuah protein tertentu / segmen DNA yang dapat ditranskripsi BIOSEL 2010
Template/antisense/noncoding strand Nontemplate/sense/coding strand DNA 3’ 5’ Template/antisense/noncoding strand Nontemplate/sense/coding strand BIOSEL 2010
Sekuen DNA selalu ditulis 5’ - 3’ Sekuen DNA biasanya adalah dari Nontemplate/coding/sense strand BIOSEL 2010
mRNA protein Sifat translasi ekspresi transkripsi BIOSEL 2010
Kode genetika: 43 = 64 kodons Hanya 20 asam amino, sehingga 1 asam dikodekan oleh lebih dari satu kodon; dikenal dengan Degenerasi/redundansi Kodon berbeda yang mengkode Asam amino yang sama disebut sinonim Variasi kodon tersebut terjadi pada basa ketiga. Gejala ini disebut Wobble position Valin: GUU, GUC, GUA, GUG BIOSEL 2010
Dari ke 64 kodon tsb, hanya 61 yang mengkode AA. 1 start kodon = Metionin (AUG) 3 termination kodon UAG, UGA, UAA BIOSEL 2010
ORF (Open Reading Frame) adalah satu set kodon yang berjalan berturutan, yang dimulai dengan start kodon dan diakhiri dengan stop kodon BIOSEL 2010
Termination sequence marks end of gene Promoter coding sequence Termination sequence Promoter initiates transcription; affects when, where, and how much gene product is produced. Termination sequence marks end of gene BIOSEL 2010
RNA merupakan copy dari non-template/sense/coding strand TRANSKRIPSI Adalah proses sintesis RNA dari sekuen DNA sebuah gen oleh ensim RNA polymerase RNA diproduksi dengan menggunakan template/anti-sense/non-coding strand RNA merupakan copy dari non-template/sense/coding strand BIOSEL 2010
mRNA PROCESSING Hasil proses transkripsi sebuah gen yang mengkode protein adalah sebuah pre-mRNA Pre-mRNA (pada eukariotik) terdiri dari intron dan exon
mRNA PROCESSING Langkah pertama: Splicing, yaitu menghilangkan sekuen non-coding (intron), sehingga menghasilkan mRNA tanpa intron Langkah kedua: 5’Capping, yaitu menambahkan 7-methylguanosin (GTP + CH3), pada ujung 5’ untuk menghindari degradasi exonuklease pada ujung 5’
Setiap mRNA pasti mengandung ekor poli-A. mRNA PROCESSING Langkah ketiga: 3’ Polyadenilatin, yaitu menambahkan ± 250 Adenin pada ujung 3’, sehingga membentuk ekor poli-A, untuk menghindari degradasi exonuklease pada ujung 3’ Setiap mRNA pasti mengandung ekor poli-A. BIOSEL 2010
BIOSEL 2010
tRNA PROCESSING Sebanyak 74 – 95 nukleotida RNA membentuk struktur berbentuk daun cengkih (cloverleaf structure) BIOSEL 2010
tRNA 5’ A C 3’ Acceptor arm TC arm dHU arm Optional arm Anticodon arm
Acceptor arm: memiliki ujung CCA3’, yang tidak berpasangan, dan merupakan titik pengikatan tRNA dengan Asam Amino Anticodon arm: berperan untuk mengenali dan melekatkan diri pada codon dalam mRNA BIOSEL 2010
rRNA terbentuk dari asosiasi antara ribosom dengan RNA rRNA PROCESSING rRNA terbentuk dari asosiasi antara ribosom dengan RNA Ribosom Prokariotik 70S Ribosom Eukariotik 80S BIOSEL 2010
Adalah proses sintesis protein dalam sel TRANSLASI Adalah proses sintesis protein dalam sel mRNA akan menentukan sekuen AA dalam sebuah protein Peran tRNA sangat penting karena akan mengantarkan AA ke dalam ribosom BIOSEL 2010
Sehingga 1 AA kemungkinan akan dibawa oleh > 1 tRNA terdapat 31 – 40 tRNA Sehingga 1 AA kemungkinan akan dibawa oleh > 1 tRNA tRNA berbeda yang membawa AA yang sama disebut Isoacceptors BIOSEL 2010
PROSES TRANSLASI AA akan berikatan dengan tRNA pada proses yang disebut Aminoacylation/charging, yang kemudian akan mengenali kodon pada mRNA Pengenalan antikodon (tRNA) dengan kodon (mRNA) dengan prinsip komplementaritas pasangan basa BIOSEL 2010
3. Tahapan translasi: Inisiasi (Initiation): adalah pengikatan ssRibosom dengan mRNA membentuk sebuah “inisiation complex” Proses ini dimulai dari AUG (met) sehingga kodon ini disebut ‘translation initiation codon” BIOSEL 2010
b. Pemanjangan/elongation: Dimulai dengan penggabungan lsRibosom pada inisiation complex Sehingga terbentuk 2 buah ruangan pada kompleks, dimana satu ruangan telah diisi oleh tRNA Met, dan ruangan yang kedua diisi oleh tRNA yang ditentukan oleh kodon kedua dari mRNA. BIOSEL 2010
Kompleks ini kemudian akan bergeser kearah 3’ (downstream) sehingga ruangan pertama akan disi oleh tRNA kedua, dan ruangan kedua akan diisi oleh tRNA ketiga yang ditentukan oleh kodon ketiga dst. BIOSEL 2010
Terminasi (termination): tRNA tidak akan mampu berikatan dengan termination codon Terdapat beberapa protein yang disebut “Release Factors” yang akan mengenali kodon stop (UAA, UAG, UGA), dan akan menambahkan air pada polipeptida, sehingga terjadi pelepasan polipeptida. BIOSEL 2010
BIOSEL 2010