Download - Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Transcript
Page 1: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

PROTEIN DAN SINTESA PROTEIN

DR. ROSMAWATY LUBIS, MSi.

Page 2: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Protein : Makanan yang mengandung protein, dalam

saluran pencernaan, oleh katalisa protease dicerna menjadi asam amino

Asam amino diangkut oleh darah dari usus menuju sel

Karbohidrat dapat diubah menjadi asam amino melalui proses aminasi, dan sebaliknya asam amino dapat dibah menjadi karbohidrat melalui proses deaminasi. Keduanya disebut transaminasi.

Page 3: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Protein : NH3 yang berasal dari keluarnya gugus NH2 pada

proses deaminasi, selain untuk mensintesis asam amino dari karbohidrat, ada yang keluar dari sel dan diubah menjadi ureum atau asam urat, atau dengan air menjadi ammonium hidroksil dan dieksresi melalui ginjal.

Banyak bahan antara dalam reaksi pernapasan karbohidrat, dapat menjadi bahan pokok untuk mensintesis asam amino, dan reaksi tersebut dapat timbal balik. Hal tersebut terjadi dalam proses metabolisme asam amino (Gambar 38).

Page 4: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Asam amino :

Selain untuk sintesa protein, asam amino juga menjadi bahan pokok untuk sintesa :

1. Basa asam inti : Adenin (A), Timin (T), Guanin (G), Citosin (C) , Urasil (U)

2. Kreatin yang menerima P dari ATP pada otot.

Page 5: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Sumber asam amino : Sumber asam amino yang sesungguhnya bagi

makhluk hidup dalah protein tumbuhan. Protein disintesa oleh tumbuhan dari karbohidrat, yakni

dengan mengubah glukosa bersama ion NO3 menjadi asam amino, lalu berangkai-rangkai menjadi protein.

Asam amino dalam saluran pencernaan, berasal dari protein dan diangkut menuju sel tubuh untuk menjadi protein hewani.

Protein hewani berbeda dengan protein tumbuhan atau nabati.

Page 6: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Sintesa protein : Sintesa protein di dalam sel ditentukan oleh gen. Karena susunan genetis tidak sama pada

berbagai jenis makhluk hidup, bahkan diantara saudara kandung, maka sintesa protein pun berbeda pada masing-masing makhluk hidup.

Makin dekat hubungan kerabat, makin mendekati persamaan susunan genetisnya, maka makin mendekati persamaan protein tubuh mereka. Demikian pula sebaliknya.

Page 7: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Sintesa protein :

Setiap gen mensintesa protein tertentu, karena susunan nukleotida setiap gen juga berbeda.

Kalau protein itu enzim, maka setiap gen mensintesa enzim tertentu.

Page 8: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Sintesa protein : Bahan : asam amino dalam plasma (20 asam amino) Tempat : ribosom Jalan reaksi : ditentukan oleh gen,dan tiap gen

mensintesa protein tertentu Pelaksana : ARNm, ARNt dan enzim ARN

polimerase Energi : ATP Tahap : a. transkripsi

b. translasi

Page 9: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Transkripsi : Salah satu rantai AND yang aktif yg disebut

AND acuan AND template, mencetak ARN-m Tiga-tiga (triplet) basa AND-acuan disebut

kodogen, dan triplet basa yang dicetak pada nukleotida ARN-m disebut kodon.

ARN-m yang dicetak setangkup dengan AND-acuan, berarti sama dengan pasangan AND yang bukan mencetak. Bedanya hanya gulanya diganti dengan ribosa, dan basa Timin (T) diganti dengan Urasil (U).

Page 10: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Transkripsi :

Enzim ARN-polimerase setahap demi setahap bergerak pada molekul ADN di dalam inti sel, dan di tempat emzim itu, pasangan double helix terurai lepas dan berlangsung pencetakan.

ATP akan mengalami hidrolisis menjadi ADP + P; P-nya bersenyawa dengan nukleosida membentuk nukleotida (satu nukleosida terdiri atas satu deoksiribosa dan satu basa organik)

Kemudian dengan fosfat terbentuk 1 P-G-B

Page 11: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Transkripsi : Satu molekul ADN mencetak puluhan molekul

ARN-m. ARN-m merembes ke sitoplasma, melekat setangkup dengan ARN-r dalam ribosom.

Satu butir ribosom ditempati daerah ARN-m yang tediri dari 2-3 kodon.

Tiga titik basa kodon berjabatan dengan tiga titik basa ARN-r. Perjabatan itu sesuai dengan rumus A-U dan G-C (ingat ! T pada AND diganti dengan U pada ARN)

Page 12: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Translasi : Translasi adalah menafsirkan kode genetis atau huruf

morse telegram yang dibawa oleh ARN-m dari dalam inti dan bereaksi dengan asam amino yang sesuai dengan macam kodonnya.

Prosesnya adalah sbb :1. ARN-t oleh katalisa enzim translase (aminoasil-ARN-t

sintetase) bereaksi dengan asam amino.2. Satu asam amino bereaksi spesifik dengan ARN-t

tertentu.3. ARN-t (20 macam) berpasangan dengan kodon ARN-m

dalam ribosom, setangkup antara basa (A-U dan G-C)

Page 13: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Translasi : Urutan tiga titik basa kodon harus sesuai dengan

urutan tiga titik basa pada lekukan ujung ARN-t. Tiga titik basa ujung ARN-t itu disebut antikodon.

Kode genetis yang dicetak pada ARN-m berupa deretan kodon, pada ribosom diterjemahkan berupa untaian asam-asam amino untuk membentuk protein.

Hubungan antara kode genetik ADN gen dengan terjemahannya dalam sintesa protein disebut informasi genetis.

Page 14: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Translasi :

Pada ribosom, gabungan asam-asam amino membentuk polipeptida dengan bantuan enzim peptidil transferase.

Umumnya bila susunan tiga titik basa kodon berbeda, maka asam amino yang diikat juga akan berbeda. Tetapi beberapa asam amino dapat memiliki lebih dari satu kodon.

Kode genetis bersifat universal, karena berlaku bagi segenap makhluk hidup

Page 15: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Translasi kodon : Dua puluh macam asam amino, dapat diikat dan

dirangkaikan oleh setiap kodon. Beberapa kodon dapat mengikat anti kodon lebih dari

satu macam, hal ini untuk menjaga kemungkinan bilamana satu kodon rusak atau tak terbaca (Gambar 40)

Translasi terdiri atas 4 proses :I. Aminoasil ARN-t (ARN-t yang membawa asam amino)

masuk ke tempat A dalam ribosom, sesuai dengan perjabatan tiga titik basa kodon dan anti kodon, C-G dan A-U. Pada tempat D sebelumnya sudah ditempati aminoasil ARN-t lain.

Page 16: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Translasi kodon :

II.(A) sudah ditempati ARN-t, asam amino yang dibawa beruntai dengan untai peptida yang sudah terbentuk di tempat (D)

III. ARN-t pada (D) melepaskan untai peptidanya, yang kini sudah beruntai dengan asam amino yang dibawa ARN-t pada (A), lalu pergi lagi mengikat asam amino baru.

IV. Peptidil-ARN-t (gabungan peptida dan ARN-t) yang membawa asam amino pada (A) pindah ke tempat (D). (A) menjadi kosong, yang nantinya akan dimasuki lagi oleh aminoasil ARN-t yang baru.(gambar 41-42)

Page 17: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Regulasi Sintesa Protein : Sel bersifat homeostatis (seimbang). Bila

produksi berlebihan, akan dicernakan kembali oleh lisosom. Demikian pula bila ada kerusakan, sel mampu memperbaiki sampai kembali pada bentuk dan susunan semula.

Regulasi adalah lewat sistem enzim, sedangkan enzim adalah protein regulasi dalam sintesa protein.

Regulasi sintesa protein bisa pada tingkat transkripsi, bisa pula pada tingkat translasi. Regulasi pada tingkat transkripsi disebut regulasi tingkat genetis.

Page 18: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Regulasi pada tingkat transkripsi Yacob dan Manod (1961) tentang teori operon.

Regulasi dengan sistem represi-induksi. Represi berarti menekan, menghambat; sedangkan induksi berarti mendorong.

Sistem operon membagi gen menjadi : 1.Gen struktur 2.Gen operator 3. Gen regulator

Page 19: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Gen struktur :

Gen struktur adalah gen yang mengkode sintesa satu molekul polipeptida dengan jalan transkripsi.

Gen struktur terletak pada satu untai polinukleotida ADN dalam kromatin dan dikontrol sebagai satu unit.

Untuk mensintesa satu jenis protein, dikode oleh beberapa gen struktur (tiga atau lebih)

Page 20: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Gen operator :

Gen operator adalah gen yang menghasilkan zat operator, yang mendorong gen struktur bertranskripsi.

Seperangkat gen struktur bersama gen operator disebut operon.

Page 21: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Gen regulator : Gen regulator adalah gen yang menghasilkan

zat represor, dan letaknya tidak jauh dari operon.

Zat represor merupakan zat yang khas untuk operon. Jika gen regulator beroperasi, dilakukan transkripsi ARN-m. ARN-m merembes ke sitoplasma, kemudian ribosom melakukan translasi, sehingga terbentuk protein yang sifatnya menekan kerja operon, itulah zat represor.

Page 22: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Gen regulator :

Jika zat represor aktif, maka gen operator akan diblokir sehingga tidak dapat beroperasi.

Zat represor dapat menjadi tidak aktif, jika ada suatu zat induktor yang bersenyawa dengan zat represor.

Jika zat induktor terurai, zat represor kembali aktif. Jka represor non aktif berarti operon beroperasi (Gambar 43)

Page 23: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Gen regulator : Produksi atau hasil metabolisme suatu substrat dapat bertindak

sebagai korepressor. Zat represor bertindak sebagai apo-repressor, seperti halnya

dalam sistem enzim. Ko- bergabung dengan apo- menjadi holo-repressor, suatu

repressor yang aktif. Dengan demikian, operon berhenti beroperasi dan enzim berhenti

disintesa. Karenanya, produksi bertindak sebagai umpan balik (feed back).

Sistem umpan balik ini perlu bagi sel, agar produksi suatu zat tidak berlebihan dan efektif.

Dengan substrat sebagai induktor dan produksi sebagai korepressor, terciptalah regulasi sintesa di dalam sel.

Page 24: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Regulasi pada tingkat translasi : Sulit dijajaki. Sintesa ARN-t dan enzim aminoasil

sintetase (enzim untuk merangkaikan ARN-t dengan asam amino) berperan sangat menentukan.

Faktor lain yang menentukan terjadinya translasi adalah melekatnya ARN-m dengan ribosom. Jika ARN-m yang telah ditranskripsi tidak melekat ke ribosom, translasi terhambat.

Faktor lain adalah kadar dan macam asam amino yang ditransport ke dalam sel, kadar oksigen yang masuk ke mitokondria untuk menghasilkan ATP, jumlah mitokondria dalam sitoplasma, pH medium dan kehadiran elektrolit, ikut berperan mengatur translasi.

Page 25: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Regulasi pada tingkat translasi : Pada makhluk bersel banyak, misalnya

manusia, jika sudah mengalami bentuk definitif dan lahir, sel tidak lagi semata-mata dikontrol oleh inti, tetapi juga oleh saraf dan hormon.

Contoh regulasi sintesa protein air liur, berada di bawah rangsangan dan dikontrol oleh saraf dan hormon.

Sel Leydig di dalam testis, dalam mensintesa steroid juga dikontrol oleh hormon LH dan ICSH yang disekresi oleh kelenjar hipofisa.

Page 26: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Regulasi pada tingkat translasi : Selain itu, banyak ditemukan gen rangkap, yang

dikerahkan bersama-sama untuk mensintesa protein dalam jumlah banyak dalam waktu yang singkat. Regulasi sintesa disini berarti sangat rumit.

Juga terdapat gen-gen yang berinteraksi atau bekerjasama untuk menumbuhkan suatu karakter, dan tiap karakter sering dikode oleh banyak gen; berarti satu karakter ada banyak operon; sedang untuk tiap operon terdapat beberapa gen struktur.

Page 27: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Interaksi gen :

1. Bersifat inhibitor : menghambat2. Bersifat komplemen : pelengkap3. Bersifat kumulatif : saling menambah

Page 28: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Dogma sentral : Dogma sentral merupakan pusat atau sentral

informasi genetis bagi suatu sel dalam menjalani kehidupan.

Arus informasi genetis dalam sintesa protein secara normal adalah menurut pola dogma sentral yaitu :ADN ARN protein transkripsi translasiUntuk transkripsi dibutuhkan enzim ARN-polimerase.

Page 29: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Teminisme :

Temin (1964) mengatakan bahwa arus informasi yang berlawanan dapat terjadi, seperti pada sel kanker dan sel yang diinfeksi oleh virus ARN (Ribovira).

ARN virus merangsang ADN dalam inti sel tumpangan (host) untuk bertranskripsi. Arah informasi menjadi sbb :ARN ADN ARN protein

rangsangan transkripsi translasi

Page 30: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Teminisme : Jadi menurut Temin (Teminisme), arus informasi

genetis dapat berlangsung dua arah ADN ARN

ARN virus merangsang ADN tumpangan untuk mentranskripsi protein kapsidnya, dan bersamaan dengan itu membentuk ARN nukleidnya.

Untuk transkripsi ADN dengan cara terbalik ini, diperlukan enzim ARN-dependent AND-polimerase.

Page 31: Protein Dan Sintesa Protein (Oksp)

Kegunaan teminisme :

1. Dalam rekayasa genetika (genetic engineering) teminisme memegang peranan penting dalam membuat klon ADN yang berasal dari ARN donor (virus, bakteri atau sel lain).

2. Klon ADN untuk produksi imunoglobulin, enzim atau hormon.