SINTESIS PROTEIN

TRANSLASI

Faktor-faktor yang dibutuhkan dalam sintesis protein:

• Gen (DNA) yang bertindak sebagai template atau cetakan

• Suplai RNA nukleotida bebas• enzim • ATP

Review…

Untai basa pada molekul DNA disajikan dalam huruf A T C G yang membentuk suatu kode genetik. Kode tersebut menentukan tipe dari asam amino dan memerintahkan di bagian mana harus bergabung untuk membuat suatu protein yang spesifik. Untai dari asam amino pada protein menentukan struktur dan fungsinya. Kode DNA berupa triplet. Tiap triplet, kelompok dari tiga buah basa, mengkode asam amino yang spesifik.

• Triplet dari basa pada DNA dan mRNA disebut kodon.

• Triplet dari basa pada tRNA disebut anti-kodon.

Proses Translasi

Perangkat Translasi:

1. mRNA2. Ribosom3. tRNA4. sintetase tRNA-aminoacil

m-RNA

Pembawa pesan

DNA

P r o t e I n

F u n g s i

P o l a

Cetakan

(M e s s e n g e r- R NA)

S I t u s S h I n e D a l g a r n o

# D I t e m u k a n o l e h J o h

n S h I n e & L y n n D a l g a r n

o

# S I t u s I n I s I a s i

t r a n s l a s i

P r o k a r I o t = p o l I g e n

VS

E u k a r I o t = m o n o g e n

tRNA (transfer RNA)

tRNA merupakan RNA yang terdapat dalam sitoplasma dengan rantai terpendek yang bertugas menerjemahkan kodon dari mRNA.

Fungsi tRNA• tRNA berfungsi mengikat asam amino dalam sitoplasma dan memberikan pasangan kodon mRNA di ribosom

RIBOSOM

• Sejarah

• Pada tahun 1899, G. Garnier melaporkan bahwa sel kelenjar eksokrin mengandung komponen basofil yang banyak. Substansi ini dapat diwarnai dengan pewarna basa dan beliau memberi nama ergastoplasma.

• Ergastoplasma sebenarnya terdiri atas sejumlah granula yang berdiameter 20--25 nm. Dengan teknik fraksinasi sel memungkinkan pengisolasian granula dan ternyata granula tersebut banyak mengandung RNA. R. Roberts menyebut granula ini dengan RIBOSOM.

Struktur RIBOSOM

Ribosom terdiri atas dua sub unit, yaitu sub unit kecil dan sub unit besar. Sub unit kecil mengandung sekitar sepertiga massa ribosom dan sisanya terdapat pada sub unit besar. Dalam keadaan bebas kedua sub unit ribosom terpisah satu dari yang lain dan mereka akan menyatu pada saat proses translasi ukuran ribosom akan dimulai. Ukuran ribosom cukup besar untuk dapat mengikat dua molekul tRNA dan sekitar 40 basa mRNA.

Fungsi RIBOSOM• Inisiasi

Inisiasi melibatkan pembentukan kompleks sub unit kecil ribosom dengan tRNA inisiator. Sub unit besar ribosom kemudian menempel pada kompleks tersebut. Proses ini dibantu oleh faktor inisiasi.

• TranslokasiTranslokasi melibatkan pergerakan relatif ribosom pada mRNA sehingga kodon yang akan diterjemahkan dapat dibaca oleh tRNA. Proses ini dibantu oleh faktor elongasi

• TerminasiPada saat ini mRNA dan polipeptida yang sudah dirangkai dilepaskan dan sub unit ribosom akan terpisah. Tahap ini dibantu oleh faktor terminasi

tRNA (transfer RNA)

tRNA merupakan RNA yang terdapat dalam sitoplasma

dengan rantai terpendek yang

bertugas menerjemahkan

kodon dari mRNA.

Fungsi tRNA

•tRNA berfungsi mengikat asam amino dalam sitoplasma dan memberikan pasangan kodon mRNA di ribosom

Struktur tRNA

• Molekul tRNA terdiri atas untai tunggal RNA dengan panjang 80 nukleotida. Untai RNA ini melipat ke belakang membentuk molekul dengan struktur tiga dimensi, diperkuat oleh interaksi antara bagian-bagian yang berbeda dari rantai nukleotida.

• Bagian basa N pada tRNA yang menerjemahkan kode yang dibawa mRNA disebut antikodon.

• Bagian basa N pada mRNA yang memiliki kode untuk menspesifikasikan asam amino disebut kodon.

• Bagian basa N pada tRNA yang menerjemahkan kode yang dibawa mRNA disebut antikodon.

• Bagian basa N pada mRNA yang memiliki kode untuk menspesifikasikan asam amino disebut kodon.

• Tiap jenis tRNA memiliki untai dari tiga nukleotida tidak berpasangan (anti-kodon) yang mampu berikatan dengan mengikuti aturan pasangan basa, dan triplet nukleotida komplementer (kodon) pada molekul mRNA.

• Karena replikasi DNA dan transkripsi mempengaruhi pasangan basa nukleotida yang berjalan pada arah berlawanan, maka pembacaan kodon pada mRNA (5' -> 3') menyebabkan anti-kodon berikatan pada arah berlawanan. Anti-kodon: 3' CGA 5‘Kodon: 5' GCU 3'

sintetase tRNA-aminoasil Dalam dua langkah reaksi kimia, sintetase tRNA-aminoasil mengkatalisis pembentukan ikatan ester antara gugus karboksil dari asam amino dan gugus 3 hidroksil primer (OH) dari tRNA yang sesuai.

Langkah 1:• Asam amino dan sebuah molekul ATP memasuki

tempat aktif dari enzim sintetase tRNA-aminoasil.• ATP kehilangan pirofosfat dan menghasilkan

ikatan AMP yang kovalen terhadap asam amino.• Pirofosfat dihidrolisis menjadi dua gugus fosfat.

Langkah 2:• tRNA berikatan secara kovalen dengan asam

amino untuk menggeser kedudukan AMP dan tRNA-aminoasil (“asam amino teraktivasi”) kemudian dilepaskan dari enzim.

Langkah-langkah Translasi:

1. Inisisasi2. Elongasi3. Terminasi

INISIASI

• Inisiasi merupakan tahapan awal dari proses translasi

• Inisiasi melibatkan:– mRNA– tRNA inisiator– dua subunit ribosom

Membentuk “Kompleks Inisiasi”

– Sub unit ribosom besar kemudian berikatan dan membentuk initiation complex. tRNA inisiator berada pada tempat yang disebut P site pada sub unit ribosom besar. A site tersedia untuk memuat asam amino berikutnya.

– Suatu protein yang disebut faktor inisiasi membantu tRNA inisiator, molekul mRNA dan dua subunit ribosom menjadi satu membentuk kompleks inisiasi.

MEKANISME INISIASI

ELONGASI

• Apa? Elongasi (elongate = memanjang) proses

pemanjangan rantai polipeptida

• Tahap-Tahap Elongasi: a. Pengikatan aminoasil-tRNA pada situs A. b. Pemindahan rantai polipeptida dari situs

P ke situs A. c. Translokasi ribosom

• Tahap 1: Pengikatan aminoasil-tRNA pada situs A

Situs P terdapat fMet-tRNAfMet, situs A kosong.

TAHAP-TAHAP ELONGASI

Pengikatan aminoasil-tRNA pada situs A

EF-Tu – GTP Aminoasil-tRNA EF-Tu – GTP Kompleks EF-Tu-GTP-aminoasil-tRNA PEF-Ts

PEF-Tu - GDP Aminoasil-tRNA menempati situs A

Syarat: Jikka kodon mRNA dan antikodon tRNA cocok!

• Tahap 2: Pemindahan Rantai Polipeptida

– Pembentukan ikatan peptida dikatalis oleh enzim transferase peptidil.

– Enzim transferase peptidil memutuskan ikatan –COO tRNA pada aminoasil-tRNA di situs P.

– Menghubungkannya kepada gugus amino, membentuk ikatan peptida, terbentuk peptidil-tRNA pada situs A (R. transpeptidasi).

– EF-Tu – GDP lepas dari aminosil-tRNA.

– EF-Ts mengembalikan EF-Tu – GDP EF-Tu – GTP.

TAHAP-TAHAP ELONGASI

• Tahap 3: Translokasi– Akhir transpeptidasi:

a. Situs P: tRNA bebas asam amino

b. Situs A: peptidil-tRNA

– Translokasi adalah perpindahan tempat:

a. tRNA di situs P situs E (exit).

b. Peptidil-tRNA situs A situs P.

c. Ribosom bergerak satu kodon ke arah 3’.

TAHAP-TAHAP ELONGASI

• Translokasi dibantu oleh faktor elongasi G (EF-G).

• Membutuhkan energi satu GTP.

• EF-G dan GTP kompleks EF-G – GTP.

• Menempel pada ribosom

• EF-G dilepaskan dengan menggunakan energi dari hidrolisis GTP.

Proses elongasi akan berlanjut sampai menemukan kodon terminasi

TERMINASI

• Tiga basa triplet – UAA, UAG, dan UGA – tidak mengkode asam amino tetapi menghentikan kodon yang mengakhiri proses translasi (stop codon).

TERMINASI

• Protein yang disebut release factor (faktor pelepas) menghentikan kodon di situs A

TERMINASI

• Polipeptida dibebaskan dari tRNA yang berada di site P dan translasi assembly comes apart

TERMINASI

• polipeptida melipat, bermodifikasi, atau berkombinasi dengan polipeptida lain untuk membentuk protein fungsional.