Sintesis PROTEIN (translasi)

translasi
Alur Genetika
tRNA
• Mengkopi Bagian Spesifik dari DNA
– Site Amino acid spesifik
– Anticodon
• Terlibat dalam translasi (sintesis Protein)
rRNA
• Ribosom tersusun atas dua subunit
prokariot : 70S = sub unit 50S + 30S
eukariot : 80S = sub unit 60S + 40S
• Tiap subunit terdiri dari rRNA dan protein
• Terlibat dalam translasi
Karakteristik Struktural tRNA dan mRNA.
KODON
• Kode Triplet yang spesifik untuk
membentuk asam amino
• Terdapat pd mRNA
• 20 asam amino
• Start kodon dan Stop kodon
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
Second Base Position
U
U
UUU
UUC
Phenylalanine
Leucine
CUU
CUC
C
CUA
CUG
AUU
AUC
Leucine
Isoleucine
UCU
UCC
A
Serine
UAU
UAC
UCA
UCG
UAA
UAG
CCU
CCC
CAU
CAC
Proline
CCA
CCG
CAA
CAG
ACU
ACC
AAU
AAC
A
Threonine
AUA
AUG STARTfMethionine*
ACA
ACG
AAA
AAG
GUU
GUC
GCU
GCC
GAU
GAC
G
Valine
GUA
GUG
Alanine
GCA
GCG
GAA
GAG
}
}
}
}
}
}
}
}
G
Tyrosine
UGU
UGC
STOP**
UGA
UGG
Histidine
CGU
CGC
Glutamine
CGA
CGG
Asparagine
AGU
AGC
Lysine
AGA
AGG
Aspartic acid
GGU
GGC
Glutamic acid
GGA
GGG
}
Cysteine
U
C
STOP**
Tryptophan
A
G
U
C
Arginine
}
}
A
G
Serine
U
C
Arginine
A
G
U
C
Glycine
* This codon initiates translation.
**For these codons, which give the orders to stop translation, there are no corresponding tRNAs and no amino acids.
A
G
Third Base Position
First Base Position
UUA
UUG
}
}
C
Gambaran Kodon dan pasangannya yang membawa asam amino
Sintesis PROTEIN
(translasi)
– Beberapa faktor yang terlibat dalam sintesis
protein
• mRNA : kodon
• tRNA : site asam amino dan site anti kodon
• Ribosom : site P & site A, large & small unit
Interaksi ribosom, tRNA dan mRNA
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
Interaksi kodon - anti kodon
Leucine
fMet
2
1
A
P
E
2
1
Anticodon
mRNA
U AC
A UG
G AC
CUG
Codon
UAG
(a) Entrance of tRNAs 1 and 2
C CG
G
INTERAKSI ANTARA KODON DENGAN ANTI KODON
Ketepatan sintesis protein ditentukan oleh dua system :
1. system ketepatan muatan asam amino pada tRNA
2. pasangan kodon-antikodon
Pasangan kodon-antikodon.
- 61 dari 64 kodon mengkode 20 asam amino, sehingga diharapkan ada 61
tRNA yang berbeda.
- Faktanya tRNAAla dari Yeast (ragi) dapat berpasangan dengan 3 dari 4
kodon alanin (GCX) yaitu :
-GCU
O
-GCC
-GCA
C
N
H- N
C
Antikodon tRNAAla tersebut adalah : 5’-IGC- 3’
C-H
I = inosin adalah nukleosida ribosil hipoksantin
H- C
C
N
N
I dapat berpasangan U,C,A dengan ikatan hydrogen
Ribosa
tetapi tidak sekuat tipe Watson-Crick.
Tidak ada antikodon yg dimulai dg 5’A.
Setiap A muncul pd posisi pertama dr tRNA baru hasil transkripsi, A akan dideaminasi mjd hipoksantin (basa dr inosin).
HIPOTESIS WOBBLE (bergoyang)
Hampir semua kodon menunjukkan bhw basa ke-3 tidak penting
Francis Crick (1965) mengusulkan hipotesis wobble meliputi :
- respon bbrp tRNA thd bbrp kodon
- pola redundancy (kelebihan) sbg respon dari satu antikodon untuk bbrp
kodon
Dalam interaksi kodon-antikodon, standar pasangan tdk spt pd double helix.
Posisi basa ke-3 dari kodon bermain dlm struktur (permainan ini disebut
wobble = goyangan), memberi peluang tjd pasangan basa yg tdk standar.
Tabel pasangan wobble
Basa ke-3
kodon
Basa ke-1
antikodon
Basa ke-1
antikodon
A
U
I
G
C
U
U
G
I
C
G
I
Tahapan Sebelum Translasi (Preinisiasi):
: reaksi esterifikasi antara asam amino dg tRNA
tRNA
Asam amino
Aminoasil tRNA
Tahapan TRANSLASI
Inisiasi :
• Ribosom sub unit kecil akan menempel pada
mRNA dekat dengan start codon (cth. AUG)
• Antikodon tRNA yang mengikat asam amino
pertama (inisiator) akan menempel pada start
codon
• Ribosom sub unit besar bergabung mbtk
kompleks inisiasi
Tahapan TRANSLASI
Elongasi :
• Ribosom akan bergerak ke kodon berikutnya
(Translokasi), diikuti dengan tRNA (antikodon)
baru yang melekat pada kodon tersebut dan
menambahkan asam amino tersebut dengan
asam amino sebelumnya
• Ikatan asam amino yang terbentuk merupakan
ikatan peptida atau protein oleh enzim peptidil
transferase
Peptidil
transferase
Tahapan TRANSLASI
Terminasi :
• Stop codon menghentikan proses translasi
• Protein lepas dr mesin sintesis
• Ribosom lepas dr mRNA & terdisosiasi kembali
Proses Translasi.
Animasi protein synthesis
Beberapa cara modifikasi :
1.a. Prokariot
modifikasi f-met pada NH2 terminal asam amino yaitu
gugus formil dibuang dg enzim deformilase :
f-met
metionin
b. Prokariot atau eukariot
f-met, met dan bbrp as. amino
dibuang
enz amino peptidase
deformilasi
Proses
f-met
met,
terjadi bila as amino kedua : Arginin, Asparagin, as.Aspartat,
as.Glutamat, Isoleusin dan Lisin
Proses f-met hilang (dibuang),
terjadi bila AA kedua : Alanin, Glisin, Prolin, Threonin, Valin
2. NH2-terminal as.amino yg baru terbentuk
kadang mengalami
asetilasi
3. Beberapa as. amino dimodifikasi
kolagen: prolin dan lisin
hidroksilasi
bbrp organisme : serin,tirosin, treonin
fosforilasi pd gugus OH
sering OH-bebas dari serin dan treonin
berikatan dg gula membentuk
glikoprotein
4. Dua gugus sulfhidril (-SH) yg jauh pada 2 sistein
mengalami oksidasi membentuk
ikatan
disulfida
TRANSKRIPSI DAN TRANSLASI
PADA EUKARYOTA
• Mirip dengan Prokariot, kecuali :
– AUG mengkode methionin dengan bentuk yang
berbeda
– mRNA hanya mengkode satu protein (monosistronik)
– Transkripsi dan translasi tidak terjadi secara simultan
– Sebelum mRNA terbentuk terlebih dahulu berupa PremRNA yg terdiri dari :
• Introns (urutan RNA yang bukan merupakan penyandi genetik)
• Exons
– Untuk membentuk mRNA dari Pre-mRNA terjadi
Splicing (penghilangan intron).
Eukaryota vs Prokariot
Animasi
processing of gene information
procaryotes and eucaryotes
PENGHAMBAT SINTESIS
PROTEIN OLEH ANTIBIOTIK
• Rifampisin : mengikat pada enzim
polimerase RNA bakteri dan
menghambat mRNA
• Eritromisin dan Azitromisin : mengikat
pada ribosome bakteri, dan
menghambat pelekatan pada mRNA.
• Tetrasiklin : mengikat pada ribosome
bakteri, dan menghambat translasi
mRNA