SINTESIS PROTEIN

SINTESIS PROTEIN
Syarat sintesis protein :
a. Bahan baku : 20 macam asam amino yg
ada dalam sitoplasma
b. Arsitek : DNA
c. Pelaksana : RNA (mRNA, rRNA, tRNA)
d.Sumber energi : ATP
e. Enzim : RNA polimerase
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
rRNA (ribosome-Ribonucleic Acid)
ribosomal adalah molekul utama
penyusun ribosom.
rRNA dan protein secara bersama
membangun subunit-subunit ribosom yang
terdiri dari subunit kecil dan subunit besar
untuk kemudian bergabung membentuk
ribosom fungsional ketika dua subunit terikat
pada mRNA saat translasi.
Pada prokariot, subunit kecil mempunyai
koefisien sedimentasi sebesar 30S (unit
Svedberg) sedangkan subunit besar berukuran
50S, akan tetapi saat bergabung koefisien
sedimentasinya adalah 70S (terdiri dari RNA
16S, 5S dan 23S).
Pada eukariot subunit kecil berukuran 40S
sedangkan subunit besar berukuran 60S, akan
tetapi sebagai suatu kesatuan, ribosom
eukaryot memiliki koefisien sedimentasi
sebesar 80S (terdiri dari 18S, 5S, 5,8S, dan
28S).
Transfer RNA (tRNA)
mRNA
mRNA mengandung urutan
basa yang akan
diterjemahkan menjadi
protein (asam amino).
Kode genetik, yang dibawa
di dalamnya (kodon)
dibaca dalam urutan tiga
basa (triplet) menjadi
protein. Proses
penerjemahan
kodon menjadi protein
atau yang disebut dengan
translasi.
Sintesis protein terdiri dari 2 tahap :
1. Transkripsi: pencetakan oleh mRNA
oleh DNA template/rantai sense DNA
terjadi di dalam nukleus
• Pada tahap ini informasi genetika dari
DNA pencetak ditransfer ke mRNA
(berupa kode genetik/kodon) untuk
dibawa menuju ribosom sbg tempat
sintesis protein)
Pada tahap ini terjadi di dalam nukleus.
DNA double heliks yang terdiri dari 2 sisi, misal
yang sisi bawah adalah DNA sense
(pencetak/cetakan) sedangkan sisi atas adalah DNA
non sense (bukan cetakan).
Pertama, enzim polimerase akan masuk diantara
double heliks dan menempel pada sisi DNA sense.
Enzim polimerase akan mencetak/ mengkopi kode
genetik DNA seperti yang ada pada DNA non sense
dengan jalan DNA sense sebagai cetakan. Proses
pencetakan ini dimulai dari start kodon pada mRNA
yaitu AUG lalu proses pengkopian ini berakhir pada
stop kodon yaitu UAG, UAA,atau UGA.
Proses transkripsi selesai lalu mRNA keluar dari
nukleus.
Transkripsi terdiri dari 3 tahap
yaitu: inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan), terminasi
(pengakhiran) rantai mRNA.
a. Inisiasi
Daerah DNA di mana RNA polimerase melekat dan mengawali
transkripsi disebut sebagai promoter. Suatu promoter menentukan
di mana transkripsi dimulai, juga menentukan yang mana dari kedua
untai heliks DNA yang digunakan sebagai cetakan.
b. Elongasi
Saat RNA bergerak di sepanjang DNA, RNA membuka pilinan heliks
ganda DNA, sehingga terbentuklah molekul RNA yang akan lepas
dari cetakan DNA-nya.
c. Terminasi
Transkripsi berlangsung sampai RNA polimerase mentranskripsi urutan
DNA yang disebut terminator.
Terminator yang ditranskripsi merupakan suatu urutan RNA yang berfungsi
sebagai sinyal terminasi yang sesungguhnya.
Pada sel prokariotik, transkripsi biasanya berhenti tepat pada akhir
sinyal terminasi; yaitu, polimerase mencapai titik terminasi sambil melepas
RNA dan DNA.
Sebaliknya, pada sel eukariotik polimerase terus melewati sinyal
terminasi, suatu urutan AAUAAA di dalam mRNA.
Pada titik yang lebih jauh kira-kira 10 hingga 35 nukleotida,
mRNA ini dipotong hingga terlepas
dari enzim tersebut.
2. Translasi :
Proses penerjemahan kode genetika yg
dibawa oleh mRNA didalam ribosom oleh
tRNA dg jenis asam amino pd sitoplasma
yg sesuai dg kode triplet pd mRNA, shg
terbentuk rantai polipeptida/protein
Dalam proses translasi, sel menginterpretasikan suatu pesan genetik
dan membentuk protein yang sesuai. Pesan tersebut berupa
serangkaian kodon di sepanjang molekul mRNA, interpreternya
adalah RNA transfer.
Setiap tipe molekul tRNA menghubungkan kodon tRNA tertentu
dengan asam amino tertentu.
Ketika tiba di ribosom, molekul tRNA membawa asam amino spesifik pada
salah satu ujungnya.
Pada ujung lainnya terdapat triplet nukleotida yang disebut antikodon,
yang berdasarkan aturan pemasangan basa,
mengikatkan diri pada kodon komplementer di mRNA. tRNA mentransfer
asam amino-asam amino dari sitoplasma ke ribosom.
Asosiasi kodon dan antikodon harus didahului oleh pelekatan
yang benar antara tRNA dengan asam amino. tRNA yang
mengikatkan diri pada kodon mRNA yang menentukan
asam amino tertentu, harus membawa hanya asam
amino tersebut ke ribosom.
Tiap asam amino digabungkan dengan tRNA yang sesuai oleh
suatu enzim spesifik yang disebut
aminoasil-ARNt sintetase (aminoacyl-tRNA synthetase).
Ribosom memudahkan pelekatan yang spesifik antara antikodon tRNA
dengan kodon mRNA selama sintesis protein. Sub unit ribosom
dibangun oleh protein-protein dan molekul-molekul RNA yang
disebut RNAribosomal
Translasi menjadi tiga tahap (sama seperti pada transkripsi)
yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi. Semua tahapan ini memerlukan
faktor-faktor protein yang membantu mRNA, tRNA, dan ribosom
selama proses translasi. Inisiasi dan elongasi rantai polipeptida juga
membutuhkan sejumlah energi. Energi ini disediakan oleh GTP (guanosin
triphosphat), suatu molekul yang mirip dengan ATP.
a. Inisiasi
Tahap inisiasi dari translasi terjadi dengan adanya mRNA,
sebuah tRNA yang memuat asam amino pertama dari polipeptida,
dan dua sub unit ribosom. Pertama, sub unit ribosom kecil mengikatkan
diri pada mRNA dan tRNA inisiator khusus (lihat gambar). Sub unit
ribosom kecil melekat pada tempat tertentu di ujung 5` dari mRNA.
Pada arah ke bawah dari tempat pelekatan ribosom sub unit kecil pada
mRNA terdapat kodon inisiasi AUG, yang membawa asam amino metionin,
melekat pada kodon inisiasi.
b. Elongasi
Pada tahap elongasi dari translasi, asam amino – asam amino
ditambahkan satu per satu pada asam amino pertama (metionin).
Lihat Gambar.
Kodon mRNA pada ribosom membentuk ikatan hidrogen
dengan antikodon molekul tRNA yang baru masuk yang membawa asam
amino yang tepat.
Molekul rRNA dari sub unit ribosom besar berfungsi
sebagai enzim, yaitu mengkatalisis pembentukan ikatan peptida yang
menggabungkan polipeptida yang memanjang
ke asam amino yang baru tiba.
3. Terminasi
Tahap akhir translasi adalah terminasi (gambar).
Elongasi berlanjut hingga kodon stop mencapai ribosom.
Triplet basa kodon stop adalah UAA, UAG, dan UGA.
Kodon stop tidak mengkode suatu asam amino melainkan bertindak
sebagai sinyal untuk menghentikan translasi.
Dalam proses translasi, sel
menginterpretasikan suatu pesan
genetik dan membentuk protein yang
sesuai.
Pesan tersebut berupa serangkaian
kodon di sepanjang molekul mRNA,
interpreternya adalah RNA transfer.
Setiap tipe molekul tRNA
menghubungkan kodon tRNA tertentu
dengan asam amino tertentu. Ketika
tiba di ribosom, molekul tRNA
membawa asam amino spesifik pada
salah satu ujungnya. Pada ujung lainnya
terdapat triplet nukleotida yang
disebut antikodon, yang berdasarkan
aturan pemasangan basa, mengikatkan
diri pada kodon komplementer di
mRNA. tRNA mentransfer asam
amino-asam amino dari sitoplasma ke
ribosom.
KODE GENETIK
Protein yang terbentuk dalam sintesis protein
mengikuti kode genetik berdasarkan kode
genetik mRNA(kodon). Kode genetik itu
berbentuk triplet sehingga terjadi kelimpahan
kode untuk protein. 1 protein bisa mempunyai
lebih dari 1 triplet genetik. Yang perlu diingat
adalah triplet untuk kodon start(awal) untuk
sintesis protesin dan stop untuk menghentikan
proses sintesis protein.
Kodon start: AUG, proteinnya methionine
Kodon stop : UAA,UAG, UGA
• .