sintesis protein
TRANSCRIPT
• Nukleosida: • Basa purin / pirimidin +
ribosa/deoksiribosa
• Nukleotida:• Basa purin / pirimidin +
ribosa/deoksiribosa + fosfat– Esterifikasi terjadi antara ggs OH
pada C-5 ribosa/deoksiribosa dengan ggs fosfat
– Nukleosida monofosfat contoh: AMP = Adenosin 5’monofosfat
– Nukleosida difosfat contoh: ADP– Nukleosida trifosfat contoh:
ATP
• Rangkaian nukleotida, contoh:
• Trinukleotida : 5’ - A-C-G- 3’ pApCpG ACG• Urutan basa ditulis dari 5’ -3’
P PP OH
A C G
3’ 3’ 3’
5’ 5’ 5’
• Pembentukan asam nukleat• RNA
ATP, UTP, GTP, CTP RNA polimerase
RNA
• DNA dATP, dTTP, dGTP, dCTP DNA polimerase
DNA
• DNA• T.d. 2 utas rantai
polinukleotida yang membentuk struktur double-helix
antiparalel
• RNA• T.d. 1 utas rantai
polinukleotida
A T G C
T A C G
5’
5’
3’
3’
• DNA• 2 utas double
helix
• A T G C pur pir pur pir
• Rantai lebih panjang
• Deoksiribosa• Ikatan Hidrogen A T G C Hukum berpasangan
• RNA• t.d. 1 utas rantai
polinukleotida
• A U G C
• Rantai lebih pendek
• Ribosa.
.
RNA dan DNA• .
RNA• mRNA = messenger RNA berisi kodon-kodon asam amino yang
akan dirangkai• tRNA = transfer RNA Berbentuk seperti daun semanggi Mempunyai bagian yang disebut
antikodon yang berpasangan dengan kodon asam amino yang dibawa
Bertugas membawa a.a yang akan dirangkai
• rRNA = ribosomal RNA Komponen ribosom
EKSPRESI GEN
• .
• EKSPRESI GEN• GEN --- mRNA --- polipeptida/ protein
Upstream Downstream DNA 5’ ------ ACTGCC ------ 3’ utas coding 3’ ------ TGACGG ------ 5’ utas cetakan mRNA 5’ --- ACUGCC --- 3’ tRNA 3’-- UGA -- 5’ (bgn antikodon) Thr (a.a yg dibawa)
TRANSKRIPSI TRANSLASI
• Utas coding = utas sense Urutan nt di sini menentukan urutan a.a pada
rantai polipeptida yang dibentuk. – Kode genetik: 1 a.a dikode oleh urutan 3 nt – Urutan basa N dibaca dari 5’-3’
• Utas template = utas cetakan– Sebagai utas cetakan bagi pembentukan
mRNA
• mRNA– Sesuai hukum berpasangan apabila di utas
cetakan tertulis A maka pada utas mRNA tertulis U, apabila tertulis G maka pada utas mRNA tertulis C
– Urutan basa N dibaca dari 5’-3’– Satu kodon t.d 3 nt 1 asam amino
• Gen: suatu segmen DNA yang berisi informasi/ kode genetik urutan asam amino dari suatu rantai polipeptida / protein
• Gen: terdapat pada rantai DNA• Peta gen: menunjukkan letak gen pd rantai
DNA
• mRNA: – Urutan kodon (kode genetik pada mRNA)
menentukan urutan a.a yg akan dirangkai– Satu kodon terdiri dari 3 nukleotida
(triplet)
• Kode genetik bersifat hampir universal– Universal berarti kodon yang sama berlaku
untuk asam amino yang sama pada semua mahluk hidup
• .
• Total ada 43 = 64 kodon • 3 kodon (UAA, UAG, UGA) : kodon
terminasi• Kodon inisiasi: AUG (sebagian kecil organisme GUG) • Jumlah asam amino dasar
penyusun protein : 20, jadi banyak asam amino yang punya lebih dari 1 kodon
• Kodon pada mRNA akan dikenali oleh antikodon pd tRNA yang akan membawa asam amino yang sesuai dengan kodon tersebut untuk dirangkai
• .
mRNA urutan kodon
Transfer RNA (tRNA)
• .
Organisme dg materi genetik RNA
• Terdiri dari beberapa macam virus yang :– Tidak pernah mentranskripsikan
materi genetik ke molekul DNA– Dapat mentranskripsikan materi
genetik ke dsDNA (cDNA) •E.reverse transkriptase•Diintegrasikan ke genom inang
acuan ekspresi gen RNA virus yang baru
MUTASI
• .
MUTASI PADA TINGKAT GEN
•Substitusi •Insersi (1 atau lebih)•Delesi (1 atau lebih)
MOLEKUL DNA EUKARIOT• Sebagian besar di inti (dalam
kromosom)•DNA terikat protein kromatin
+ DNA+ Histon
+ Protein non histon + RNA (sedikit)
• Di dalam mitokhondria (mengandung sedikit gen)
» Tidak mengandung histon,» Berbentuk sirkuler
rRNA prokariota
• 3 spesies rRNA :
– rRNA 23 Ssub unit ribosom 50 S
– rRNA 5 S
– rRNA 16 S sub unit ribosom 30S
• S (Svedberg) : koefisien sedimentasi
PEMATANGAN mRNA (Eukariot)
• hn RNA (Eukariot)
PEMATANGAN mRNA (Eukariot)
• Capping
PEMATANGAN mRNA (Eukariot)
• .
REKOMBINASI KROMOSOM
PERLU PENJAJARAN KROMOSOM HOMOLOG
Organisme dg materi genetik RNA
• Terdiri dari beberapa macam virus yang :– Tidak pernah mentranskripsikan
materi genetik ke molekul DNA– Dapat mentranskripsikan materi
genetik ke dsDNA (cDNA) •E.reverse transkriptase•Diintegrasikan ke genom inang
acuan ekspresi gen RNA virus yang baru
PEMATANGAN mRNA (Eukariot)
• .
JENIS MOLEKUL RNA
•Messenger RNA (mRNA)•Transfer RNA (tRNA)•Ribosomal RNA (rRNA)•Pada eukariota juga ada :
•snRNA (small nuclear RNA) berperan pada proses splicing
Messenger RNA (mRNA)
• Acuan (template) untuk sintesis protein
• Berfungsi meneruskan informasi genetik dari gen (DNA).
• Berisi instruksi dlm penyusunan asam amino
• mRNA eukariot :– Ujung 5’ ada topi 7 mGTP– Ujung 3’ ada ekor poli A (20 – 200 A),
kecuali mRNA histon
Transfer RNA (tRNA)
• Membawa aa aktif ke ribosom untuk dirangkai menjadi rantai polipeptida sesuai urutan pada mRNA
• Minimal ada 20 jenis tRNA
• Adaptor, memp. tempat spesifik untuk :– mengikat aa– Mengenal nukleotida pada mRNA
Transfer RNA (tRNA)
• Terdiri dari 70 – 90 nukleotida• Berbentuk daun semanggi• Ujung 3’ : CCA• Gugusan OH atom C-3 adenosil
berikatan ester dg gugusan karboksil asam amino
• Banyak mengandung basa yang tidak umum pada RNA (inosin, ribotimin, pseudourasil, dihidrourasil)
Transfer RNA (tRNA)
• Lengkung dihidrourasil (DHU) :– Pengenalan thd enzim aminoasil-tRNA
transferase• Lengkung antikodon :
– Pengikatan dengan kodon (pada mRNA)• Lengan ekstra• Lengkung ribotimin-pseudourasil-
sitosin (TΨC) :– Pengikatan tRNA dengan ribosom
• Ujung 3’ : CCA
EKSPRESI GEN
• .
Aktivasi dan pengikatan asam amino pada tRNA
• Terjadi di sitosol• E.aminoasil-tRNA sintetase• 2 tahap :
– Pengaktifan asam amino•Perlu ATP
– Pengikatan aminoasil AMP ke tRNA•Terbentuk aminoasil tRNA (charge
tRNA)
TRANSLASI
• Perubahan bahasa dari urutan nukleotida dari mRNA menjadi urutan asam amino polipeptida
• Lokasi : ribosom• Cetakan / template : mRNA• Pembawa asam amino ke
ribosom : tRNA
TRANSLASI
Terdiri dari 3 tahap :
•Tahap inisiasi•Tahap elongasi•Tahap terminasi
TRANSLASI
Tahap inisiasi translasi
•Pengikatan faktor inisiasi (IF1,IF2,IF3) ke ribosom sub unit kecil
•Pengikatan mol.charge tRNA dan mRNA ke ribosom sub unit kecil
•Pembentukan kompleks inisiasi 70S
Tahap elongasi translasi
•Pengikatan aminoasil tRNA
•Pembentukan ikatan peptida
•Translokasi
PEMBENTUKAN IKATAN PEPTIDA
• .
TAHAP ELONGASI TRANSLASI• .
KODE GENETIK
• Terdapat di mRNA• Mengkode spesifisitas asam amino
penyusun protein• Terdiri dari 3 nukleotida (triplet)
kodon• Total ada 64 kodon• 3 kodon (UAA, UAG, UGA) : kodon
terminasi• Hampir universal• Akan dikenal oleh antikodon pd
tRNA
TAHAP TERMINASI TRANSLASI
• Situs A ditempati stop kodon• Tak ada tRNA yang mengenali
stop kodon• Situs A ditempati release factor• Memicu pelepasan polipeptida
dari peptidil tRNA, pemecahan secara hidrolitik
• Kompleks ribosom pecah menjadi komponen semula
TAHAP TERMINASI TRANSLASI
• .
POLISOM
• .
PEMATANGAN PROTEIN
Dapat terjadi :• Pelepasan ggs N-formil pada
ujung amino• Pelepasan metionin• Pemutusan rantai polipeptida• Reaksi oksidasi• Reaksi hidroksilasi• Pembentukan ikatan disulfida• Dan lain-lain
INHIBITOR SINTESIS PROTEIN
PADA PROKARIOT
ANTIBIOTIKA
CARA KERJA
Streptomisin Berikatan dg subunit ribosom 30S shg menghambat inisiasi dan menyebabkan salah baca mRNA
Tetrasiklin Berikatan dg subunit ribosom 30S dan menghambat pengikatan aminoasil tRNA
Kloramfenikol Berikatan dg subunit ribosom 50S dan menghambat aktivitas peptidiltransferase
Eritromisin Berikatan dg subunit ribosom 50S dan menghambat translokasi
INHIBITOR SINTESIS PROTEIN
PADA PROKARIOT DAN EUKARIOT
INHIBITOR
CARA KERJA
Puromisin Analog aminoasil-tRNA, shg terjadi terminasi dini
Actinomisin D Mengikat DNA dan menghambat gerakan RNA polimerase, shg mencegah transkripsi
Mitomisin Terjadi iktan kovalen antara 2 rantai DNA, sehingga replikasi menurun
INHIBITOR SINTESIS PROTEIN
PADA EUKARIOT
Sikloheksimid
menghambat aktivitas peptidil transferase
ribosom sub unit 60 S