Download sintesis protein - SMAN 8 YOGYAKARTA

SINTESIS PROTEIN
Delayota Science Club
Januari 2011
Dogma Sentral
Aliran informasi genetik dari DNA ke Protein
Informasi (kode genetik) pada DNA akan
diekspresikan dalam bentuk protein
Kode genetik
Marshall Nirenberg
(1960)
Kode genetik tersusun atas pasangan tiga basa
nitrogen (triplet) yang melambangkan asam
amino tertentu maupun penghenti (STOP).
Degenerasi kode genetik: satu macam asam
amino dapat dikendalikan oleh beberapa kode
yang berbeda.
Proses Sintesis Protein
Sintesis protein: proses menerjemahkan kode genetik
pada DNA menjadi ciri-ciri nampak pada organisme.
Sintesis Protein pada Sel Prokariotik
Terdiri dari dua tahap yang berlangsung
tak terputus:
Transkripsi
Transkripsi merupakan proses pembentukan mRNA dari
untai DNA template (sense).
Untai DNA yang tidak ditranskripsi disebut antisense.
Promoter
Tahap Transkripsi
Transcription unit
5
3′′
Start point
RNA polymerase
3
5′′
DNA
Initiation
Inisiasi: RNA polimerase
menempel pada
promoter.
Elongasi: RNA
polimerase membuka
untai DNA dan mulai
membentuk mRNA
Terminasi: proses
pembentukan mRNA
selesai, RNA polimerase
terlepas dari DNA.
5′′
3′′
3′′
5′′
RNA Template strand
Unwound tran- of DNA
DNA
script
Elongation
Rewound
DNA
5′′
3′′
5′′
RNA
transcript
5′′
3′′
5′′
3′′
5′′
3′′
Termination
Completed RNA transcript
3′′
3′′
5′′
Inisiasi Transkripsi
Enzim RNA polimerase menempel pada daerah
khusus pada DNA yang disebut promoter.
Promoter berupa pribnow box:
Sekuens TATATT di titik -10
Sekuens TTGACA di titik -35
Elongasi Transkripsi
RNA polimerase bergerak sepanjang DNA template
untuk membentuk mRNA.
Terminasi Transkripsi
Saat RNA polimerase mencapai terminator,
transkripsi berhenti
Dilanjutkan dengan tahap translasi.
Translasi
Translasi: pembentukan
polipeptida berdasarkan
kode-kode pada mRNA.
Translasi melibatkan:
Amino
acids
Polypeptide
tRNA with
amino acid
attached
Ribosome
Ribosomal RNA (rRNA)
Transport RNA (tRNA)
Ribosomes facilitate
specific coupling of tRNA
anticodons with mRNA
codons in protein
synthesis.
tRNA
Anticodon
5′′
Codons
mRNA
3′′
Struktur Ribosom
A ribosome has three binding sites for tRNA:
The P site holds the tRNA that carries the growing
polypeptide chain
The A site holds the tRNA that carries the next amino acid to
be added to the chain
The E site is the exit site, where discharged tRNAs leave the
ribosome
Inisiasi Translasi
First, a small ribosomal subunit binds with mRNA and a
special initiator tRNA, then it moves along the mRNA
until reaches the start codon (AUG)
Proteins called initiation factors bring in the large subunit
so the initiator tRNA occupies the P site
Elongasi Translasi
mRNA bergerak sepanjang ribosom, terjadi
pembentukan polipeptida berdasarkan kodekode pada mRNA.
DNA strand
(template)
5′′
3′′
TRANSCRIPTION
mRNA
5′′
3′′
Codon
TRANSLATION
Protein
Amino acid
LE 17-18
Amino end
of polypeptide
E
3′′
mRNA
Ribosome ready for
next aminoacyl tRNA
P A
site site
5′′
2
GTP
2 GDP
E
E
P
A
P
GDP
GTP
E
P
A
A
Terminasi Translasi
Terminasi translasi adalah berhentinya proses
translasi. Terjadi saat tRNA mencapai STOP
kodon.
Sintesis Protein pada Sel Eukariotik
Sintesis Protein pada
sel eukariotik
berlangsung dalam
tiga tahap, yakni:
Transkripsi
RNA Processing
Translasi
Transkripsi
Transkripsi merupakan proses pembentukan messanger
RNA (mRNA) berdasarkan kode-kode genetik pada DNA
template.
Transkripsi terdiri dari 3 tahap yakni inisiasi, elongasi,
dan terminasi.
Transkripsi pada sel eukariotik melibatkan tiga macam
enzim RNA polimerase:
RNA Polimerase I: untuk transkripsi gen kelas I yakni gen yang
mengkode pembentukan ribosomal RNA (rRNA).
RNA Polimerase II: untuk transkripsi gen kelas II yakni semua
gen yang mengkode protein.
RNA Polimerase III: untuk transkripsi gen kelas III yakni gen
yang mengkode pembentukan transport RNA (tRNA).
Inisiasi Transkripsi
Promoter terdiri dari:
Sekuens TATA (-25)
Sekuens CAAT
RNA Polimerase dan
faktor transkripsi (TFs)
menempel di promoter.
TFs berperan untuk
membuka untaian DNA.
Ada dua kelas TFs:
basal TFs
gene-specific-TFS
mRNA Processing
Pada sel eukariotik, hasil transkripsi
(hnRNA/pre-mRNA) tidak langsung dikeluarkan
dari nukleus untuk menjalani tahap translasi,
namun diproses terlebih dahulu di dalam inti sel.
Proses ini dapat terdiri dari:
proses intron splicing
penambahan 5’ 7-Methyl-G Cap
penambahan poli-A tail
modifikasi basa (tidak selalu terjadi).
Alteration of mRNA Ends
Each end of a pre-mRNA molecule is modified in a
particular way:
The 5′ end receives a modified nucleotide cap
The 3′ end gets a poly-A tail
These modifications share several functions:
They seem to facilitate the export of mRNA
They protect mRNA from hydrolytic enzymes
They help ribosomes attach to the 5’ end
Splicing
hnRNA pada sel eukariotik terdiri dari dua bagian yang
letaknya berselang-seling:
Intron: noncoding (interfering) regions
Exon: coding regions
Splicing merupakan proses untuk menghilangkan intron
dan menyambungkan exon.
In some cases, RNA
splicing is carried out by
spliceosomes
Spliceosomes consist of
a variety of proteins and
several small nuclear
ribonucleoproteins
(snRNPs) that recognize
the splice sites
Ribozymes are catalytic
RNA molecules that
function as enzymes and
can splice RNA
This process produces
mRNA for translation
Translasi
Translasi pada sel eukariotik berlangsung di
ribosom yang terdiri dari:
Ribosom bebas (pada sitoplasma): mensintesis protein
yang akan digunakan dalam sel tersebut.
Ribosom terikat (pada retikulum endoplasma):
mensintesis protein yang akan digunakan di luar sel
tersebut.
Untuk menghasilkan protein yang fungsional,
ribosom terikat berhubungan dengan sistem
endomembran yang dapat memodifikasi protein
setelah proses translasi selesai (post-translation
modification).
Rangkuman Komparasi Bahan Genetis
Sel Eukariotik >< Sel Prokariotik
Faktor Pembeda
Bentuk DNA
Enzim RNA
polimerase
Ribosom
Sel Prokariotik
Sel Eukariotik
Melingkar
(sirkuler)
Satu macam
Linear berpilin
ganda
Tiga macam
Bebas, pada
sitoplasma
Bebas (pada
sitoplasma) dan
terikat (pada RE)
Rangkuman Komparasi Sintesis Protein
Sel Eukariotik >< Sel Prokariotik
Faktor Pembeda
Sel Prokariotik
Sel Eukariotik
Banyaknya protein
tiap sintesis
Tahap sintesis
protein
Banyak
(polisistronik)
Transkripsi
langsung translasi
Pemrosesan
mRNA
Intron
Tidak ada
Satu
(monosistronik)
Transkripsi –
mRNA prosesing –
translasi
Ada
Tidak ada
Ada
Kepadatan gen
Tinggi
rendah