SINTESIS PROTEIN Drs. Sutarno, MSc.PhD

Dua langkah utama dalam sintesis protein: transkripsi translasi Pendahuluan Dua langkah utama dalam sintesis protein: transkripsi translasi

Dogma sentral dalam Biologi molekuler Arah informasi (kecuali reverse transkripsi) adalah dari DNA ke RNA melalui proses transkripsi, dan kemudian pembentukan protein melalui translasi. Transkripsi adalah pembentukan molekul RNA dari DNA. Translasi adalah penyusunan protein dari sekuen asam amino (polypeptide) berdasarkan kode yang dibawa mRNA.

Dogma sentral dalam Biologi molekuler

Perangkat yg diperlukan dalam sntesis protein Ribosom Enzym Messenger RNA (mRNA) is the blueprint for construction of a protein. Ribosomal RNA (rRNA) is the construction site where the protein is made. Transfer RNA (tRNA) is the truck delivering the proper amino acid to the site at the right time.

tRNA

Transkripsi Transcription: making an RNA copy of a DNA sequence RNA polymerase opens the part of the DNA to be transcribed. Only one strand of DNA (the template strand) is transcribed.

Transkripsi

Kodon: rangkaian tiga basa berdampingan yg berdasarkan kode genetik mampu mengendalikan satu asam amino Ikatan asam amino dengan tRNA pada ujung 3’ dpt tjd krn kerja Ligase-aminoasil-tRNA. Antikodon tRNA mrpk pasangan antiparalel kodon mRNA.

Genetic code

Ribosom Ribosom adalah organel di dalam sel tempat terjadinya sintesis protein. Ribosom terdiri dari, 2/3 berupa rRNA dan 1/3 berupa protein. Perangkaian AA berlangsung pd permukaan ribosom Ribosom bergerak sepanjang mRNA membaca kodon-serta mencocokkan antikodon pd t-RNA. Pemasangan kodon dgn antikodon penterjemahan kodon mRNA menjadi rangkaian asam amino rantai polipeptida. Struktur ribosom menyediakan tempat utk proses penterjemahan. Terdiri dua sub unit: kecil (1/3 masa ribosom), dan besar rRNA memungkinkan ribosom untuk dapat mengenali tRNA dan mRNA r

Subunits of a ribosome. Ribosomes consist of a small (30S) and larger (50S) subunits. The 30S unit has 16S rRNA and 21 different proteins. The 50S subunit consists of 5S and 23S rRNA and 34 different proteins.

Situs di dlm ribosom Satu situs untuk mRNA (pada sub unit kecil) dua situs untuk tRNA (situs A dan P, sebagian besar pada sub unit besar) Satu situs untuk enzim peptidil transferase (pada sub-unit besar). Ukuran ribososom cukup besar untuk dapat mengikat dua molekul tRNA dan sekitar 40basa mRNA.

Tahapan sintesis polipeptida Translasi: proses penterjemahan rangkaian kodon mRNA menjadi rangkaian asam amino polipeptida. Pembacaan kodon oleh ribosom dimulai dari kodon awal/ start codon (AUG pertama dr ujung 5”) sampai salah satu kodon akhir (UAA, UAG atau UGA). Tahapan: Inisiasi/ initiation (pengenalan situs awal Perpanjangan (elongation), dan penutupan sintesis polipeptida

1. Inisiasi Pada E.coli, inisiasi dibantu 3 protein (Initiation factor): IF1, IF2, dan IF3. IF3 bertugas memisahkan sub-unit kecil ribosom dr sub-unit besar setelah selesai translasi sebelumnya. IF1 dan IF2: mendorong penempelan aminoasil-tRNA inisiator dan mRNA kepada sub-unit 30S sehingga aminoasil-tRNA inisiasi dan kodon awal mRNA tepat berada pd situs P sub-unit ribosom kecil, sedangkan kodon dan antikodonnya berpasangan. Kodon inisiator (AUG) menyandikan asam amino N-formylmethionine (f-Met). Hasil inisiasi: satu ribosom sempurna yg berasosiasi dengan aminoasil-tRNA inisiator dan mRNA.

Two models of tRNA.

2. Perpanjangan (elongation), Diperlukan: EF (elongation factor), enzim peptidil transferase, GTP. Pd ribosom sempurna, tersedia dua situs aminoasil-tRNA (situs P dan A), dimana situs P ditempati aminoasil-tRNA inisiator. Perpanjangan polipeptida dimulai dengan masuknya aminoasil-tRNA yg kedua menempati situs A. Apabila antikodon pd aminoasil-tRNA cocok dg kodon pd situs A maka peptidil transferase akan menggabungkan dua asam amino yg dibawa oleh kedua aminoasil-tRNA yg berdampingan pada ribosom tsb. Peptidil transferase akan melepaskan asam amino dr tRNA yg menempati situs P, dan menggabungkannya pada AA yg ada pd situs A menghasilkan peptidil-tRNA pd situs A

tRNA yg tlh terdeasilasi dikeluarkan dr situs P, dan peptidil-tRNA yg tdpt pd situs A akan pindah ke situs P, yg terjadi bersamaan dengan pergerakan ribosom kearah ujung 3’, membaca kodon berikutnya. Siklus akan berulang, aminoasil-tRNA baru akan masuk situs A, diikuti transferase peptidil, melakukan reaksi AA membentuk peptidil baru, translokasi peptidil-tRNA dari situs A ke P, berulang terus sampai ditemukan kodon akhir/ stop kodon (UAA, UAG atau UGA).

3. Termination (terminasi/ pemberhentian) Terminasi (pemberhentian) sintesis polipeptida akan terjadi ketika ribosom mencapai kodon tanda berhenti ( "Stop" Codon) yaitu salah satu diantara 3 kodon ini (UAA, UAG, UGA), Stop codon adalah triplet yang tidak dikenali oleh tRNA, tetapi dikenali oleh 2 protein releasing factors (R), yaitu R1 yang mengenali UAG dan UAA, serta R2 yang mengenali UAA and UGA). Begitu ketemu stop kodon, tidak ada aminoasil-tRNA yg dpt menempel pd situs A, krn tdk ada antikodon yg cocok  proses perpanjangan berakhir. Dengan terminasi ini maka akan dilepaskan polipeptida yang dibentuk, tRNA dan disosiasi ribosom menjadi sub-unit kecil (30S) dan sub-unit besar (50S) Polipeptida yang dilepaskan akan diproses pada bagian-bagian sel yang berbeda-beda, tergantung pada peran dan tempatnya.

Keseluruhan Sintesis protein