Oleh : dr.Syazili Mustofa, M.Biomed · 6 Faktor elongasi dan GTP diperlukan untuk dan tranlokasi....
-
Upload
truongthien -
Category
Documents
-
view
250 -
download
0
Transcript of Oleh : dr.Syazili Mustofa, M.Biomed · 6 Faktor elongasi dan GTP diperlukan untuk dan tranlokasi....
1
Translasi
Oleh : dr.Syazili Mustofa, M.Biomed
DEPARTEMEN BIOKIMIA DAN BIOLOGI MOLEKULER
FK UNILA
The Central Dogma of Life.
replication
2
Translasi • 3 tahap
– Inisiasi
– Elongasi
– Terminasi
• AUG (start codon ) dikenali oleh methionyl-tRNA atau Met
• Setelah start codon dikenali , ribosom menyambungkan asam amino menjadi rantai polipeptida
• Pesan dari RNA di terjemahkan oleh tRNA (transfer RNA) yang membawa asam amino spesifik dan disambungkan menjadi untai polipeptida
• Translasi berhenti pada stop codon (UAA, UAG, UGA)
Translasi pada prokariot
• Translasi terjadi sebelum transkripsi sepenuhnya dirampungkan karena pada prokariot tidak terdapat membran inti, sehingga tidak ada yang memisahkan transkripsi dan translasi (sebagaimana yang terjadi pada eukariot) sehingga translasi dapat segera dilakukan
3
Translasi protein pada bakteri di inisiasi oleh
formylmethionyltRNA
Inisiasi
• Ribosom 30S dibantu faktor inisiasi membentuk kompleks 30S IF1 IF 3 (mencegah premature joining).
• IF 2(GTP) membawa fmet-tRNA dan mRNA bergabung ke kompleks 30S IF1 IF 3 kompleks inisiasi 30S
• IF 1 & IF 3 melepaskan diri, lalu ribosom 50S digabungkan dengan kompleks dengan cara melepaskan IF2 dan fosfat kompleks inisiasi 70S
• tRNA-formilmetionin menempati situs P ribosom pada pembentukan kompleks inisiasi 70S
4
Inisiasi translasi prokariot• Tahap inisiasi melibatkan mRNA, tRNA yang
membawa asam amino pertama polipeptida, dan dua subunit ribosom
Largeribosomalsubunit
The arrival of a large ribosomal subunit completes the initiation complex. Proteins called initiationfactors (not shown) are required to bring all the translation components together. GTP provides the energy for the assembly. The initiator tRNA is in the P site; the A site is available to the tRNA bearing the next amino acid.
2
Initiator tRNA
mRNA
mRNA binding site Smallribosomalsubunit
Translation initiation complex
P site
GDPGTP
Start codon
A small ribosomal subunit binds to a molecule of mRNA. In a prokaryotic cell, the mRNA binding site on this subunit recognizes a specific nucleotide sequence on the mRNA just upstream of the start codon. An initiator tRNA, with the anticodon UAC,base-pairs with the start codon, AUG. This tRNA carries the amino acid methionine (Met).
1
U A C
A U G
E A
3
5
5
3
35 35
Elongasi
RNAt fMet menempati situs P, situs A menjadikosong, lalu elongation factorTu(EF--Tu)mengantarkan RNAt aminoasil ke ribosom(membutuhkan GTP)
Pengikatan EF-Tu ke RNAt amino asli memiliki 2 fungsi:
Melindungi ikatan ester RNAt aminoasil
GTP pada EF-Tu hanya terhidrolisis saat terbentuk kompleks yang sesuai antara EF-tu-RNAt aminoasil dan
ribosom
5
Elongasi• Pada tahap elongasi asam amino acids ditambahkan
satu persatu ke asam amino yang terdepan
Amino endof polypeptide
mRNA
Ribosome ready fornext aminoacyl tRNA
E
P A
E
P A
E
P A
E
P A
GDP
GTP
GTP
GDP
2
2
site site5
3
TRANSCRIPTION
TRANSLATION
DNA
mRNARibosome
Polypeptide
Codon recognition. The anticodon of an incoming aminoacyl tRNA base-pairs with the complementary mRNA codon in the A site. Hydrolysisof GTP increases the accuracy andefficiency of this step.
1
Peptide bond formation. An rRNA molecule of the large subunit catalyzes the formation of a peptide bond between the new amino acid in the A site and the carboxyl end of the growing polypeptide in the P site. This step attaches the polypeptide to the tRNA in the A site.
2
Translocation. The ribosome translocates the tRNA in the A site to the P site. The empty tRNA in the P site is moved to the E site, where it is released. The mRNA moves along with its bound tRNAs,bringing the next codon to be translated into the A site.
3
Peptidil transferase mengkatalis pembentukan ikatan peptida
• Reaksi pembentukan ikatan peptida menurut termodinamika terjadi secara spontan
6
Faktor elongasi dan GTP diperlukan untuk dan tranlokasi. Faktor elongasi prokariotik adalah
EF-Tu dan EF-Ts.
GTP GDP + Pi
EF-Tu
Terminasi pada prokariot• Saat ribosom mencapai kodon STOP codon,tidak ada lagi tRNA yang
sesuai. • Sebagai gantinya , protein kecil yang disebut “release factor” melekat
pada kodon stop.• release factor menyebabkan terpisahnya kompleks elongasi menjadi :
messenger RNA, dua subunit ribosome, dan polipeptida yang baru.• mRNA dapat ditranslasikan beberapa kali untuk memproduksi
beberapa salinan protein.
Release factor
Freepolypeptide
Stop codon(UAG, UAA, or UGA)
5
3 3
5
35
When a ribosome reaches a stop codon on mRNA, the A site of the ribosome accepts a protein called a release factor instead of tRNA.
1 The release factor hydrolyzes the bond between the tRNA in the P site and the last amino acid of the polypeptide chain. The polypeptide is thus freed from the ribosome.
2 3 The two ribosomal subunits and the other components of the assembly dissociate.
7
• Prokariot menggunakan realising factor (Rf) 1, Rf 2 dan Rf 3 dengan pengenalan kodon masing2
Polyribosome• Sejumlah ribosom dapat mentranslasikan sebuah
mRNA secara simultan = polyribosome• Polyribosomes memungkinkan sel membuat banyak
salinan polipeptida dengan cepat.
Growingpolypeptides
Completedpolypeptide
Incomingribosomalsubunits
Start of mRNA(5 end)
End of mRNA(3 end)
An mRNA molecule is generally translated simultaneously by several ribosomes in clusters called polyribosomes.
(a)
Ribosomes
mRNA
This micrograph shows a large polyribosome in a prokaryotic cell (TEM).
0.1 µm
8
Tranlasi pada eukariot:
Inisiasi
Elongasi
terminasi
Struktur mRNA eukariot
• Sirkuler
• elF 4 protein selain mengikat cap juga mengikat poly A tail melalui dua protein lain
• Dapat memfasilitasi pengikatan ribosom setelah terminasi
9
Inisiasi translasi pada Eukariotik
• Faktor inisiasi menghantarkan subunit ribosom 40S dan met-tRNA ke posisi 5’ methylated cappada mRNA. Sub unit 40S lalu memeriksa mRNA selangkah demi selangkah (energi diperoleh enzim helikase yang menghidrolisis ATP) dan menempel pada kodon AUG pertama
• Subunit 60S lalu ditambahkan untuk membentuk komplek inisiasi 80S
10
Inisiasi translasi eukariot
• Kodon inisiasi pada eukariot selalu AUG
Elongasi translasi
• Faktor elongasi eukariotik EF1α dan EF1βγ.
• Bentuk GTP dari EF1α menghantarkan aminoasil-tRNA ke situs A ribosom, dan EF1βγ mengkatalisis peubahan GTP menjadi GDP.
• EF2 eukariotik membantu mengarahkan translokasi GTP.
11
RNAt Met menempati situs P, situs A menjadi kosong, lalu elongation factormengantarkan RNAt aminoasil ke ribosom (membutuhkan GTP)
Pengikatan EF ke RNAt amino asli memiliki 2 fungsi:
Melindungi ikatan ester RNAt aminoasil
GTP pada EF hanya terhidrolisis saat terbentuk kompleks yang sesuai antara EF-RNAt aminoasil dan ribosom
12
Translation: Elongation
13
• Saat ribosom mencapai kodon STOP codon,tidak ada lagi tRNA yang sesuai.
• Sebagai gantinya , protein kecil yang disebut “release factor” melekat pada kodon stop.
• release factor menyebabkan terpisahnya kompleks elongasi menjadi : messenger RNA, dua subunit ribosome, dan polipeptida yang baru.
Translation: Termination
Release Factors mengenali dan menempati Stop Codons pada situs A untuk mempromosikan
terminasi
• Terminasi pada eukariota dilakukan oleh faktor release tunggal, yaitu eRF1,. Pada tahap akhir, eIF3, mencegah reasosiasi dari subunit ribosom pada saat tidak adanya sebuah kompleks inisiasi.
14
Setelah rilis docking faktor untuk menghentikan kodon, air digunakan sebagai pengganti gugus amino bermuatan tRNA sebagai nukleofil menyerang ikatan asil pada peptidil-asil-tRNA. Hidrolisis melepaskan peptida dari tRNA dan ribosom.
A summary of transcription and translation in a eukaryotic cell
Figure 17.26
TRANSCRIPTION
RNA is transcribedfrom a DNA template.
DNA
RNApolymerase
RNAtranscript
RNA PROCESSING
In eukaryotes, theRNA transcript (pre-mRNA) is spliced andmodified to producemRNA, which movesfrom the nucleus to thecytoplasm.
Exon
RNA transcript(pre-mRNA)
Intron
NUCLEUS
FORMATION OFINITIATION COMPLEX
After leaving thenucleus, mRNA attachesto the ribosome.
CYTOPLASM
mRNA Growingpolypeptide
Ribosomalsubunits
Aminoacyl-tRNAsynthetase
Aminoacid
tRNAAMINO ACID ACTIVATION
Each amino acidattaches to its proper tRNAwith the help of a specificenzyme and ATP.
Activatedamino acid
TRANSLATION
A succession of tRNAsadd their amino acids tothe polypeptide chainas the mRNA is movedthrough the ribosomeone codon at a time.(When completed, thepolypeptide is releasedfrom the ribosome.)
AnticodonA A A
U G G U U U A U G
E A
Ribosome
1
5
5
3
Codon
2
3 4
5