biosintesa protein

59
Biosintesa Protein Oleh: Riski Dwimalida Putri, M.Si Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Jambi Kim630 /3(1-2) 05/22/2022 1

Upload: meitri-wulandari-kohar

Post on 08-Nov-2015

27 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

materi kuliah biosintesa protein oleh dosen pengampu mata kuliah biokimia 2

TRANSCRIPT

Biosintesa Protein

Biosintesa ProteinOleh:Riski Dwimalida Putri, M.Si

Program Studi KimiaFakultas Sains dan TeknologiUniversitas Jambi

Kim630 /3(1-2)4/2/20151OutlineGenetika prokariotGenetika eukariotDogma sentralReplikasiTranskripsi TranslasiKelainan metabolisme asam amino dan protein4/2/2015Kim630 /3(1-2)2

4/2/2015Kim630 /3(1-2)3

4/2/2015Kim630 /3(1-2)4

Genom bakteri terdiri dari kromosom sirkularTerkondensasi dengan cara supercoiling dan looping membentuk badan nukleoid yang terpak secara rapat Kromosom bereplikasi di dalam sel dan sel membelah secara biner4/2/2015Kim630 /3(1-2)5Genom ProkariotGenom bakteri terdiri dari kromosom sirkularTerkondensasi dengan cara supercoiling dan looping membentuk badan nukleoid yang terpak secara rapat.Kromosom bereplikasi di dalam sel dan sel membelah secara biner

4/2/2015Kim630 /3(1-2)6

4/2/2015Kim630 /3(1-2)7PlasmidDNA sirkuler tambahanDitemukan pada bakteriUkuran bervariasi dari ~ 3,000 bp sampai 100,000 bp.Bereplikasi secara otonomiDapat mengandung gen resisten

4/2/2015Kim630 /3(1-2)8Dapat ditransfer dari satu bakteri ke bakteri lainnyaDapat ditransfer kepada kingdom yang berbedaMulticopy plasmids (~ up to 400 plasmids/per cell)Low copy plasmids (1 2 copies per cell)Digunakan sebagai vektor untuk membawa gen yang diinginkan

4/2/2015Kim630 /3(1-2)94/2/2015Kim630 /3(1-2)10

Genom EukariotSecara struktur maupun fungsi, organisasi gen dalam DNA eukariot jauh lebih kompleks dibandingkan prokariot Gen-gen pada DNA kromosom eukariot pada umumnya mengandung segmen DNA yang tidak mengkode asam amino yang disebut intron. Segmen yang mengkode protein disebut ekson. 4/2/2015Kim630 /3(1-2)114/2/2015Kim630 /3(1-2)12Sebagai contoh: gen yang mengkode satu rantai polipeptida pada protein ovalbumin telur unggas (burung) memiliki intron yang lebih panjang dibandingkan ekson, terdapat tujuh intron yang mengisi 85% bagian gen. Sementara gen yang mengkode ovalbumin pada telur ayam mengandung 17 intron. Sampai saat ini fungsi dari intron belum dikatahui.

4/2/2015Kim630 /3(1-2)13

4/2/2015Kim630 /3(1-2)14

4/2/2015Kim630 /3(1-2)15Aliran Informasi Genetik4/2/2015Kim630 /3(1-2)16Bagaimana informasi yang terdapat dalam kode-kode DNA itu digunakan dalam sel???4/2/2015Kim630 /3(1-2)17

4/2/2015Kim630 /3(1-2)18Dogma SentralReplikasiProses peng-copy-an DNA induk untuk menghasilkan molekul DNA anak yang mempunyai urutan nukleotida yang identikReplikasi DNA bersifat semi-koservatif, artinya satu molekul DNA untai ganda bereplikasi untuk menghasilkan dua molekul DNA baru yang identik. Masing-masing molekul DNA baru itu terdiri dari satu rantai DNA lama dan satu rantai DNA baru 4/2/2015Kim630 /3(1-2)19

4/2/2015Kim630 /3(1-2)20Beberapa hal yang perlu diketahui dan sering muncul saat mempelajari replikasi DNATemplate : DNA cetakan Ori (origin of replication) : titik awal dimulainya replikasi DNA Helikase : enzim yang memisahkan kedua untai DNA pada proses replikasi DNA in vitro Replication Fork : DNA induk yg terpisahLeading strand: Rantai yang disintesis secara kontinu 4/2/2015Kim630 /3(1-2)21Lagging strand: rantai yang sintesis 53-nya berlangsung berlawanan dengan arah pergerakan fork replikasi Fragmen Okazaki: potongan-potongan pendek DNADNA ligase : Enzim yang menyatukan fragment Okazaki

4/2/2015Kim630 /3(1-2)22Primer: rantai oligonukleotida (yang komplemen dengan template) dengan ujung 3OH bebas

4/2/2015Kim630 /3(1-2)23Caution:Ingat dan pahami!!!!

4/2/2015Kim630 /3(1-2)24

4/2/2015Kim630 /3(1-2)25Transkripsi 4/2/2015Kim630 /3(1-2)26Merupakan proses dimana kode genetik yang terdapat dalam DNA di copy menjadi molekul RNA Selama proses replikasi keseluruhan kromosom di-copy, namun transkripsi bersifat lebih selektif. Hanya gen tertentu atau sekumpulan gen tertentu yang ditranskripsi pada suatu waktu tertentu 4/2/2015Kim630 /3(1-2)274/2/2015Kim630 /3(1-2)28

Transkripsi oleh RNA polimerase E. Coli 4/2/2015Kim630 /3(1-2)29

Rantai templat dan non templat (coding strand). Hal yang perlu diketahui pada proses transkripsi

Promotor site: urutan pada awal gen yang dikenali oleh RNA polimerase untuk memulai transkripsi RNA Polimerase: RNA polimerase bersama-sama dengan subunit (disebut holoenzim) akan berjalan sepanjang molekul DNA untuk menemukan lokasi awal transkripsi Terminator: urutan yang memberikan sinyal penghentian transkripsi. 4/2/2015Kim630 /3(1-2)30

4/2/2015Kim630 /3(1-2)31Pada E. coli, RNA polimerase mengikat sekitar 70 basa sebelum start site sampai sekitar 30 basa setelah start site. Berdasarkan penelitian pada promotor-promotor gen-gen E. coli ditemukan urutan yang selalu ada (urutan konsensus) yaitu TTGACA (sekitar daerah -35) dan TATAAT (sekitar daerah -10) 4/2/2015Kim630 /3(1-2)324/2/2015Kim630 /3(1-2)33

Tahap transkripsi

Inisiasi

Elongasi

Terminasi4/2/2015Kim630 /3(1-2)34Inisiasi :Proses penempelan kompleks RNA polimerase pada promotor site.Elongasi : Setelah terjadi proses inisiasi subunit ( faktor sigma )akan melepaskan diri dan sintesis RNA dilanjutkan oleh Core enzim ( enzim yang tidak mengandung faktor sigma ) menggunakan utas cetakan arah 5 3 dan membutuhkan 4 macam nukleosida ( ribonukleosida 51trifosfat ) yaitu : r-ATP, r-CTP, r-GTP, r-UTP

4/2/2015Kim630 /3(1-2)35TerminasiTranskripsi berlangsung sampai ditemukannya tanda untuk berhenti._ Terminator akan menghasilkan RNA dengan struktur pada ujungnya berupa jepitan rambut yang terbentuk akibat adanya pasangan antipararel antara nukleotida ulang terbalik.

4/2/2015Kim630 /3(1-2)36Disamping itu terbentuk juga utas poli UUtas jepit rambut berfungsi untuk mengurangi kecepatan atau bahkan menghentikan kerja transkriptase menjelang proses akhir transkripsi.

4/2/2015Kim630 /3(1-2)37

4/2/2015Kim630 /3(1-2)38

4/2/2015Kim630 /3(1-2)39

4/2/2015Kim630 /3(1-2)40TRANSLASI4/2/2015Kim630 /3(1-2)41Proses pembentukan protein dengan menggunakan m RNA sebagai cetakan.Proses ini membutuhkan : m RNA terdiri dari 3 urutan basa yang akan diterjemahkan dalam bentuk triplet yang disebut kodon, tiap kodon menyandikan satu asam amino.

4/2/2015Kim630 /3(1-2)42Kode Genetik (kodon)

4/2/2015Kim630 /3(1-2)43Kode Genetik

4/2/2015Kim630 /3(1-2)44 Terdiri dari 3 tahap:Inisiasi - start codon (AUG)Elongasi ribosom bergerak sepanjang mRNATerminasi- stop codon. Polypeptida dilepaskan dan protein baru terbentuk

4/2/2015Kim630 /3(1-2)45

4/2/2015Kim630 /3(1-2)46

4/2/2015Kim630 /3(1-2)47

4/2/2015Kim630 /3(1-2)48Kelainan metabolisme asam amino dan protein

4/2/2015Kim630 /3(1-2)49Metabolisme Protein dan Asam-AminoASAM AMINOProduk khususProteinSenyawa amfibolikUrea4/2/2015Kim630 /3(1-2)5050PENYAKIT GANGGUAN METABOLIK ASAM AMINO

Alur Metabolik:

Jika enzim 3 rusak maka akan terjadi penumpukan senyawa A, B dan C yang akan menimbulkan gejala penyakit.

4/2/2015Kim630 /3(1-2)51CONTOH GANGGUAN METABOLISME ASAM AMINO :

ALKAPTONURIA: GANGGUAN METABOLISME TIROSINCACAT ENZIM HOMOGENTISAT OKSIDASE : ADANYA HOMOGENTISAT DALAM URINMAPLE SYRUP URINE DISEASE : TERJADI AKUMULASI ASAM KETO DARI LEU, VAL DAN ILECACAT ENZIM -KETO DEKARBOKSILASE :TERJADI GANGGUAN SUSUNAN SARAF PUSATPENYAKIT HARTNUP : CACAT PADA MEKANISME TRANSPOR MEMBRAN UNTUK TRIPTOFAN, GANGGUAN ABSORPSI DAN TRANSPOR RENAL TRP, TERJADI KELAINAN KULIT, ATAKSIA SEREBELAR INTERMITTENT, GANGGUAN MENTAL, ASAM INDOL ASETAT DALAM URIN MENINGKAT

4/2/2015Kim630 /3(1-2)52Fenilketonuria adalah penyakit metabolik bawaan yang disebabkan kurangnya enzim fenilalanin hidroksilase. Dalam fungsinya sehari-hari, enzim fenilalanin hidroksilase akan mengubah asam amino fenilalanin menjadi tirosin. Bila enzim tersebut tidak ada atau tidak berfungsi, tentu saja reaksi perubahan tersebut tidak akan terjadi. Akibatnya, kadar fenilalanin dalam tubuh akan meningkat jauh di atas normal, dan kadar tirosin tentunya menjadi di bawah normal. Kadar fenilalanin yang tinggi inilah yang menjadi biang keladi persoalan sehingga aspartam harus menanggung beban tanda peringatan.

4/2/2015Kim630 /3(1-2)53Kadar fenilalanin yang tinggi dalam darah dapat membahayakan perkembangan otak anak. Akibatnya, anak dapat mengalami retardasi mental. Memang sejarah penemuan fenilketonuria pun diawali dengan penelitian pada anak yang mengalami retardasi mental tersebut.

4/2/2015Kim630 /3(1-2)54Gejala klinisRetardasi mental merupakan keadaan yang dapat dijumpai pada penderita fenilketonuria. Selain itu, keringat dan urin penderita berbau khas keton. Kelebihan fenilalanin memang diubah menjadi fenilketon, dan dikeluarkan melalui urin. Dari sinilah istilah fenilketonuria muncul. Penderita fenilketonuria juga cenderung bermata biru dan berambut pirang. Hal ini disebabkan oleh rendahnya kadar tirosin darah yang mengakibatkan menurunnya produksi dari pigmen melanin.

4/2/2015Kim630 /3(1-2)55Aminoaciduria : keberadaan asam amino didalam urine. Sejumlah kecil asam amino berada dalam urine, itu normal. Namun peningkatan total asam amino dalam urine dapat disebabkan dari kelainan metabolik, penyakit liver kronis, kelainan renal.

4/2/2015Kim630 /3(1-2)56Aspartylglucosaminuria Methylmalonic acidemiaMaple syrup urine disease Homocystinuria Tyrosinemia Trimethylaminuria Biotinidase deficiency

4/2/2015Kim630 /3(1-2)57Ornithine carbamoyltransferase deficiency Carbamoyl-phosphate synthase I deficiency disease Citrullinemia Hyperargininemia Hyperhomocysteinemia Hyperlysinemias Nonketotic hyperglycinemiaPropionic acidemia Hyperprolinemia

4/2/2015Kim630 /3(1-2)584/2/2015Kim630 /3(1-2)59