TRANSLASI. Sintesis Protein

Transkripsi

1 TRANSLASI Sintesis Protein

2 TRANSLASI TRANSLASI : adalah proses penterjemahan informasi genetik yang ada pada mrna kedalam rantai polipeptida/protein Informasi genetik pada mrna berupa rangkaian basa atau kodon, akan diterjemahkan menjadi rangkaian asam amino pada rantai polipeptida ---- AGU UCG CAC GAC UUC UCU GAG Ser - Thr - His - Asp - Phe - Ser - Glu -----

3 Hubungan Gen dengan Protein Pada penderita penyakit yang bersifat genetis terdapat kelainan enzim Percobaan mutasi menunjukan bahwa pada mutan terjadi perubahan enzim Pada hemoglobin penderita anemia terlihat perubahan asam amino dari rantai hemoglobin β

4 Mutasi gen Arginin N.crassa Beadle & Tatum Liar Sinar-X Media minimum Spora ditumbuhkan pada media komplit Media minimum + asam amino/ vitamin + Arginin

5 Hipotesis Satu Gen Satu Enzim (polipeptida) Mutan Ornitin Sitrulin Arginin Arg Arg Arg Arg E Arg F Arg G Arg H Enzim e Enzim f Enzim g Enzim h N-asetil Ornitin Ornitin Sitrulin Arginin Suksinat Arginin

6 Keparalelan Gen dengan Polipeptida Hemoglobin Normal Val His Leu Thr Pro Glu Glu Val His Leu Thr Pro Val Glu Hemoglobin Sel Sabit

7 Asam amino, Polipeptida, Protein R 1 I HN-C-C H R 2 I HN-C-C H Asam amino : molekul dasar penyusun protein R 1 I HN-C-C - H R 2 I N-C-C H Polipeptida: rangkaian asam amino Protein : molekul yang telah berfungsi tersusun dari satu atau lebih polipeptida

8 20 asam amino dalam translasi Phe Gly Ala Val Ile Leu Met Pro Tyr Ser Thr Asn Gln Cys Polar,Netral Asam Asp Glu Lys Arg His Basa

9 Perangkat Translasi : mrna sebagai model Protein Polipeptida dibentuk dengan menggunakan rangkaian basa mrna sebagai modelnya Rangkaian basa mrna mengandung informasi yang akan diterjemahkan menjadi rangkaian asam amino pada rantai polipeptida ---- AGU UCG CAC GAC UUC UCU GAG Ser - Thr - His - Asp - Phe - Ser - Glu Setiap satu asam amino disandikan oleh satu kombinasi tiga basa yang disebut kodon

10

11 Ruas Penyandi Translasi : diapit kodon awal dan kodon akhir 5 AUG mrna Prokariot (poligen) UAA AUG UAG 3 Shine-Dalgarno Kodon awal Kodon akhir 5 3 AUG UGA AAAAAAAA mrna Eukariot (monogen)

12 trna : penterjemah kodon dan pengangkut asam amino Ujung 3 ACC penerima asam amino Simpul antikodon

13 Sintetase aminoasiltrna membuat pasangan khas satu jenis asamamino dengan satu jenis trna, membentuk kompleks aminoasil-trna

14 Ribosom : tempat penterjemahan kodon menjadi asam amino trna mrna

15 Komponen Ribosom Subunit kecil Prokariot Subunit besar Eukariot 5S 23S rrna 16S rrna protein 18S 5.8S protein 28S 5S

16 Struktur dan Fungsi Ribosom Situs mrna : mrna dikenali oleh rrna16s yang terdapat pada subunit kecil Situs P: tempat peptidil-trna Situs enzim peptidiltransferase Situs A: tempat aminoasiltrna.

17 Struktur dan Fungsi Ribosom Situs P: tempat peptidil-trna Situs A: tempat aminoasiltrna.

18 Proses Translasi 1 Inisiasi translasi pada kodon awal 2 Pertumbuhan polipeptida Sintesis perpanjangan polipeptida 3 Akhir translasi pada kodon akhir

19 Insiasi Translasi Dimulai dengan penempelan subunit kecil ribosom kecil pada situs Shine Dalgarno, penempelan trna-met inisiator pada kodon awal (situs P), dan pempelan subunit besar ribosom SD 30S Kodon awal Kompleks translasi

20 Intensitas Inisiasi : ditentukan oleh keserasian Shine Dalgarno- rrna16s

21 Aminoasil -trna Sintesis Perpanjangan Polipeptida Situs A Amino asil-trna masuk ke situs A, Perangkaian asam-amino dari situs P ke situs A, Pergeseran ribosom membaca kodon berikutnya

22 Reaksi Transpeptidasi Situs P Situs A Asam amino/peptida di situs P dilepas dari trna dan disambungkan ke asam amino di situs A

23 Asam amino Proses Akhir Translasi Polipeptida A Kodon akhir Bila ribosom mencapai kodon akhir tidak ada trna yang cocok. Akan masuk RF di situs A, reaksi dengan H2O, dan pembebasan polipeptida, mrna, trna dan ribosom

24 Riwayat Pemahaman Sandi Genetik Awal pemahaman Sandi Genetik Karya Niremberg Penyandian dengan Polinukleotida Sintetik Perpasangan Kodon Triplet dengan AminoasiltRNA Karya Khorana Pengujian dengan mrna Sintetik Penentuan Kodon Awal dan Kodon Akhir

25 Sifat Sandi Genetik Kodon disusun oleh tiga basa yang berdampingan Antara dua kodon tidak ada penyelang Terdapat 61 kodon penyandi 20 asam amino; dan tiga kodon stop Satu kodon menyandi satu asam amino, satu asam amino dapat disandi oleh lebih dari satu kodon Kodon-kodon yang menyandi satu asam amino yang sama disebut kodon sinonim

26 Hipotesis Wobble Beberapa kodon sinonim dapat dibaca oleh satu antikodon yang sama Basa ketiga antikodon tidak mengikuti aturan chargaff dalam membaca basa kodon Basa antikodon Basa kodon U C A G I A atau G G U C atau U U,C atau A

27 Hipotesis Wobble : Diperlukan 31 antikodon untuk membaca 61 kodon

28 Sandi Genetik Hampir Universal Keuniversalan sandi genetik terlihat dari kesamaan sandi antara berbagai spesies, misal antara bakteri dan tumbuhan Ketidak universalan terlihat bahwa antara gen mitokondria dengan gen inti terdapat perbedaan sandi genetik

29 Sandi Genetik Mitokondria Khamir

30 Sandi Genetik Mitokondria Mamalia

31 Hierarkhi Struktur Protein Struktur primer : berbentuk rantai asama amino linear sebagaimana polipeptida yang dihasilkan oleh suatu translasi Struktur sekunder : perkembangan berupa pelipatan dari struktur primer akibat adanya ikatan hidrogen antar asam amino (tiap 5 aa) Struktur tersier: bentuk tiga dimensi hasil pelipatan struktur sekindar berkat ikatan ion, ikatan disulfida antar gugus R asam-amino Struktur kuartener: Gabungan beberapa poliprptida berstruktur tersier

32 Pelipatan Polipeptida Karbon Cα berfungsi sebagai engsel sehingga asam-asam amino akan bebas berorientasi dan melipat

33 Struktur Sekunder Heliks α Lembaran β Heliks-α terbentuk akibat munculnya ikatan hidrogen antara gugus NH dengan CO antara 2 asam amino (tiap 5 aa) Lembaran β terbentuk ikatan hidrogen antara dua utas peptida yang berdampingan

34 Heliks-α dan lembar-β pada satu molekul protein

35 Struktur Tersier Protein Bentuk 3 dimensi yang dihasilkan berkat terbentuknya ikatan antar gugus R berbagai asam amino Ikatan hidrogen, ikatan ion, atau ikatan disulfida antar dua sistein Struktur ini juga dibentuk oleh orientasi gugus R, internal atau eksternal

36 Contoh Orientasi Gugus R dalam pembentukan kantong heme mioglobin Kantong heme merupakan situs tempat heme, yang berfungsi sebagai tempat oksigen Kantong heme terbentuk oleh sejumlah asam amino hidrofob (orientasi internal)

37 Struktur Kuartener Protein, merupakan gabungan dari beberapa polipeptida berstruktur tersier Hemoglobin TMV

38 Hubungan Struktur dengan Fungsi Protein Fungsi protein ditentukan oleh strukturnya; contoh: fungsi enzim ditentukan situs aktifnya, fungsi antibodi ditentukan oleh situs pengenal antigen Struktur yang menentukan fungsi adalah struktur akhir; struktur tersier untuk protein monomer, dan struktur kuartener untuk protein oligomer Struktur akhir ditentukan oleh runtunan asam amino struktur primer; dan runtunan asam amino ditentukan oleh runtunan basa gen penyandinya

39 Perubahan Struktur dapat menghilangkan daya aktif enzim Enzim aktif Urea 8M memutus ikatan S=S Hilangkan urea Tidak aktif Tanpa oksigen Tidak aktif Aktif

40 Proses Pascatranslasi Modifikasi rantai asam amino Modifikasi asam amino: pada protein ditemukan adanya jenis asam amino yang tidak terdapat pada translasi; asam aminonya lebih dari 20 Penambahan asam amino : kemungkinan berhubungan dengan regulasi Penambahan karbohidrat pembentukan ikatan silang antar polipeptida Pemotongan rantai asam amino Praprotein protein aktif Pembuangan ruas signal (protein ekstraselular)

41 Pemotongan Ruas Signal Ruas signal trasport dipotong setelah protein menembus membran Retikulum endoplasma Signal dipotong

42 Klasifikasi protein berdasarkan Enzim Hormon fungsinya Protein Toksin Antibodi Protein Sistem Transfortasi Protein Sistem Kontraksi Protein Penyimpan dan Cadangan Protein Penyangga Struktur

43 Enzim : Protein Katalisator Enzim merupakan katalisator spesifik semua reaksi biokimia dalam sel Kemampuan katalisasi ditentukan oleh situs aktifnya Perubahan situs aktif menyebabkan kehilangan kemampuan katalisasi

44 Imunoglobulin (Antibodi) : Protein Pengenal Antigen Situs penempelan antigen Fleksibel Komplementer terhadap bentuk antigen

45 Mioglobin: Protein pengangkut oksigen dalam darah Oksigen akan terikat pada Fe dalam heme, yang berada pada kantong heme

46 Protein Sistem Kontraksi : otot Otot disusun oleh filamen tebal/miosin & filamen tipis (aktin), yang meluncur pada yang lain

47 Protein Keratin α Penyangga Struktur Mikrofibril Makrofibril Sel Helaian rambut disusun oleh protein keratin α Kolagen (protein penyangga jaringan), tersusun tiga heliks

48 Protein, Mutasi dan Keragaman Hayati Perubahan struktur gen atau mutasi akan menyebabkan terjadinya perubahan protein yang disandikannya Perubahan susunan nukleotida DNA akan menyebabkan perubahan susunan asam amino protein Perubahan protein/enzim akan menybabkan perubahan metabolisme, dan akhirnya akan menyebabkan perubahan fenotipe organisme Keragaman genetik, dan protein merupakan dasar keragaman hayati

49 Keragaman Protein Inhibitor Tripsin Kedelai sebagai Hasil Mutasi Gen

50 Terima Kasih