Post on 01-Feb-2016
Ribosom & Sintesis Protein
Ribosom
• Pabrik utk sintesis protein
• Dibangun dr molekul2 protein & rRNA
• Pd sel prokariot, ribosom tdpt bebas dlm sitosol. Dlm sel eukariot ribosom tdpt bebas di sitosol, matriks mitokondria, stroma kloroplas, atau menempel pd permukaan selaput RE
• RE kasar adl RE yg dilekati bnyk ribosom, RE halus tidak mengandung ribosom
Ribosom
• Ribosom tdr atas 2 bag tdk sama besar
• Ukuran ribosom ditentukan dg analisis sedimentasi dg mengukur laju pengendapan dlm larutan kental (mis sukrosa) dg pemusingan kecepatan tinggi.
• Koefisien sedimentasi ditentukan dg S (Svedberg) nama penemu ultracentrifuge
• Ribosom prokariot memiliki koefisien sedimentasi 70S, ribosom eukariot memiliki koefisien sedimentasi 80S
Ribosom
Ribosom
• Ribosom prokariot tdr atas sub unit besar 50S & sub unit kecil 30S
• Ribosom eukariot tdr atas sub unit besar 60S & sub unit kecil 40S
• Ribosom mitokondria & kloroplas juga tdr atas 2 sub unit. Ribosom mitokondria bervariasi dr ukuran 55S pd hewan sampai 80S pd bbrp protozoa & jamur. Ribosom kloroplas adalah 70S pd semua sel hijau
Karakteristik ribosom sitoplasma (* rRNA pd subunit 60S hewan adl 28S, sementara pd tanaman, jamur & protista adl 25-26S)
Sumber Ribosom Unit ribosom
rRNA dlm subunit
No. Protein dlm subunit
Prokariot 70S 30S
50S
16S
23S, 5S
21
32-34
Eukariot 80S 40S
60S*
18S
25-28S,5S, 5,8S
~30
~50
Ribosom organelSumber Ribosom
monomerSubunit kecil
Subunit besar
rRNA dari
Subunit kecil
Subunit besar
Mitokondria- hewan- tumb bunga- jamur- protista TetrahymenaEuglena
55-60S78S
80S
80S71S
30-35S44S
40S
55S32S
40-45S60S
52S
55S50S
12-13S-
14-17S
14S + 21S16S
16-17S-
21-24S
Sama23S
KloroplasSpesies lain
70S 30S 50S 16S 23S, 5S
Ribosom
• Peranan ribosom dlm sintesis protein : – Sub unit kecil mengikat mRNA & tRNA– Sub unit besar berperan dlm pbtk ikatan peptida
Sintesis protein - DNA• Molekul DNA tdr dr 2 rantai pjg yg saling berlekatan 1 sama lain
oleh pasangan basa yg saling komplementer.
• Tdpt 4 mcm subunit penyusun DNA yaitu deoxyribonucleotides yg mengandung basa : Adenin (A), cytosin (C), guanin (G) & Thymin (T).
• Gugus 5’-hidroksil dari gula dpt bebas atau mengikat atom fosfat, ini dikenal dg nama 5’-terminal
• Gula yang mempunyai gugus 3’ hidroksil bebas atau mengikat atom fosfat dinamakan 3’-terminal dari suatu asam nukleat.
• Nukleotida 1 dg yg lain dihubungkan ikatan fosfodiester yang menggabungkan karbon 5’ dari deoxyribose yg satu dg karbon 3’ dari deoxyribose berikutnya.
DNA• Gambaran untaian ganda DNA oleh Watson & Crick :
– Masing2 untai berjalan dg arah berlawanan (anti paralel)5’-AGGTC……TAGTT-3’ I3’-TCCAG……ATCAA-5’ II
Arah ikatan internukleotida untai I dari kiri ke kanan (5’ 3’) & untai II dari kiri ke kanan (3’ 5’). Untai tsbt berputar mengelilingi 1 poros & searah jarum jam
– Basa purin (adenin & guanin) & pirimidin (sitosin & timin) tdpt didlm heliks, sedangkan unit deoksiribosa & fosfat di bagian luar.
– A berpasangan dg T dg 2 ikatan Hidrogen, G berpasangan dg C dg 3 ikatan hidrogen.
DNA
• Stabilitas struktur DNA terbentuk oleh ikatan hidrogen antar pasangan basa yg komplementer. Pasangan basa G-C lebih stabil dibanding pasangan basa A-T.
Struktur DNA
RNA
• RNA (Asam ribonukleat) tdr atas ribonukleotida yg dirangkai dg ikatan fosfodiester 3’-5’.
• Polinukleotida RNA berbeda dg DNA dlm 2 komponen penyusun yaitu :
– Residu gula dlm RNA adalah ribosa, sedangkan pd DNA adalah deoksiribosa
– Salah 1 basa pd RNA adalah urasil, sedangkan pd DNA adalah timin.
– Basa RNA adl G, C, A & U, sedangkan dlm DNA adl G, C, A & T.
RNA
• 3 macam RNA :– Messenger RNA (mRNA) : berperan dlm membawa
pesan genetik dr DNA ke proses sintesis protein pada ribosom
– Ribosomal RNA (rRNA) & transfer RNA (tRNA) berperan dlm sintesis protein (translasi)
• Molekul RNA umumnya bbtk untai tunggal & ikatan hidrogen tdk hanya tbtk antar pasangan basa A-U & G-
C, namun jg antar lipatan.
Struktur RNA
Sintesis protein (gene expression)
• Replikasi DNA• Transkripsi DNA mRNA• Translasi protein
Replikasi DNA
• 5 tahap replikasi :
– Pengelokoran (unwinding) DNA dupleks– Sintesis oligonukleotida pemula (primer)– Pertumbuhan rantai DNA baru dg arah 5’3’– Pelepasan primer– Penyambungan antar fragmen DNA baru & pematrian
(sealing) dg pembentukan ikatan fosfodiester
Replikasi DNA
• Pengelokoran superkoil DNA dupleks
– Replikasi tjd pd bag DNA yg kedua untainya terpisah & mbtk huruf Y (garpu relikasi = replication fork)
– 3 enzim yg berperan pd awal replikasi adl helikase (rep protein /DNA unwinding enzyme), helix-destabilizing protein (HD) atau ssb (single strand binding protein) atau dnaB & DNA girase (topoisomerase)
– Topoisomerase (DNA girase) mengendorkan tegangan dg pemotongan DNA dupleks sblm tjd proses pengelokoran sehingga mengurangi lilitan DNA, helikase mengelokorkan DNA dg menghidrolisis ATP & melepas ikatan hidrogen antar basa & ssb menstabilkan DNA untai tunggal dg menjaga basa2 pd untai tunggal tdk berpsgan dg yg lain
Replikasi DNA
• Sintesis oligonukleotida pemula (primer)
– Protein dnaB menempel & mengikat DNA untai tunggal pada tapak awal proses replikasi utk menstabilkan DNA
– Protein dnaG (primase) mensintesis primer
Replikasi DNA
• Pertumbuhan rantai DNA baru dg arah 5’3’, dikatalisis oleh enzim DNA polimerase
– DNA polimerase III mengkatalisis pembentukan ikatan fosfodiester antara gugus 3’OH- dari ujung DNA yg tumbuh (pd primer) & gugus 5’fosfat dr nukleotida trifosfat yg akan diletakkan dg arah 5’ 3’
– Dlm proses replikasi tjd replikasi kontinu (untai penuntun = leading strand) pd 1 untai DNA & replikasi diskontinu pd untai DNA yg lain yg arahnya berlawanan (untai potongan = lagging strand). Fragmen2 pdk pd untai potongan dsbt fragmen Okazaki.
Replikasi DNA
• Perpanjangan untai DNA dimulai dr ujung 5’ ke 3’ berdasar pd 3 ketentuan sbb :
– Semua DNA polimerase menambahkan deoksiribonukleosida 5’fosfat pd gugus 3’-OH untai DNA yg sdg tumbuh
– Tdk ada enzim lain yg mengkatalisis polimerisasi deoksiribonukleosida 3’-trifosfat
– Kedua untai anak menunjukkan pertumbuhan dg arah 5’ 3’
Replikasi DNA
• Pelepasan primer, dikatalisis oleh enzim DNA polimerase I
• Penyambungan antar fragmen DNA baru (pengisian gap), dikatalisis oleh enzim DNA polimerase I
• Penyambungan fragmen dg cara pematrian (sealing) dg pembentukan ikatan fosfodiester yg dikatalisis oleh enzim DNA ligase
Gene Expression