c13 sintesis protein dan protein targetting
TRANSCRIPT
AUTHORED BY : IQBAL TAUFIQQURRACHMAN 1
C13 Sintesis Protein dan Protein
Targetting
Lecture Notes : SGBM
Theme : Sintesis Protein dan Protein Targetting
Oleh : DR. rer.physiol dr. Septelia Inawati Wanandi
A. Sintesis Protein Pada Eukariota
- Tempat terjadi transkripsi di nukleus
- Tempat terjadi translasi di sitosol
- Komponen yang dibutuhkan :
1. dsDNA
2. faktor transkripsi
3. enzim RNA Polimerase II
4. splisosom
5. mRNA
6. tRNA, asam amino, dan amynoacil-tRNA-sintetase
7. rRNA di ribosom
- Berikut proses lengkapnya :
1. Transkripsi
Inisiasi
Terdapat DNA helix ganda
Di daerah DNA terdapat daerah TATA box yang
disebut dengan promoter (tempat pelekatan RNA
Polimerase II)
Terjadi penempelan faktor transkripsi di promoter
Faktor transkripsi memediasi pelekatan RNA
Polimerase II ke promoter
Elongasi
RNA Polimerase II membuka heliks ganda DNA dan
mensintesis rantai mRNA di sepanjang rantai 5’ ke
3’ DNA yang kemudian akan disebut sebagai kodon
Terjadi sampai suatu sinyal terminasi
Terminasi
Terjadi pembentukan sinyal yang disebut sinyal
poliadenliasi (AAUAAA)
Setelah 10-35 nukleotida setelah sinyal poliadenilasi,
terjadi pemutusan pre-mRNA dari DNA tadi
sehingga bebas
2. Modifikasi Pre-mRNA menjadi m-RNA
Pre-mRNA atau bisa disebut hnRNA ini akan
dimodifikasi, dengan tujuan :
Gambar 13.1 Sintesis Protein
Eukariota1
Gambar 13.2 Transkripsi – Inisasi1
AUTHORED BY : IQBAL TAUFIQQURRACHMAN 2
C13 Sintesis Protein dan Protein
Targetting
Melindungi mRNA dari degradasi karena enzim
hidrolitik
Membantu ribosom melekat ke ujung 5’ mRNA
dengan cap dan ekor
Memfasilitasi ekspor mRNA matang dari nukleus
Yang pertama dilakukan adalah :
Penambahan satu guanin di ujung 5’ dan disebut
dengan 5’ cap
Penambahanya 50-250 adenin (poly-A tail) di ujung
3’
Selanjutnya dibuang intron-intron dan disambung
ekson-ekson (RNA Splicing) oleh splisosom yang
disusun oleh snRNP (snRNA + p rotein) dan protein
lain
Berikut ringkasan transkripsi secara keseluruhan :
Gambar 13.3 Hasil Modifikasi (Penambahan cap dan
Poly-A tail) pre-mRNA1
Gambar 13.4 Hasil RNA
Splicing1
Gam
bar
13.5
Rin
gka
san T
ransk
rip
si2
AUTHORED BY : IQBAL TAUFIQQURRACHMAN 3
C13 Sintesis Protein dan Protein
Targetting
3. Translasi
mRNA dibawa ke sitosol dan melekat ke ribosom
subunit kecil (30s)
tRNA akan mengikat asam amino pada ujung 3’ dengan
bantuan enzim amynoacil-tRNA-sintetase sehingga
terbentuklah tRNA yang membawa satu asam amino
spesifik dengan triplet antikodon
Selanjutnya ada kode AUG, sehingga tRNA akan
membawa antikodon UAC dan asam amino metionin
Karena ada pembentukan metionin ini juga melepaskan
IF (initiation factor) maka subunit besar (70s) melekat
Gambar 13.7 Proses Inisasi Translasi Eukariota1
Selanjutnya asam amino lain yang dibawa oleh tRNA
masing-masing akan berpindah dari situs A (amino-asil)
tempat perlekatan pertama kali ke situs P (peptidil)
sambil melepaskan asam amino ke rantai polipeptida,
dan terakhir ke situs E (exit) untuk masa sebelum tRNA
lepas dari mRNA
Gambar 13.6 Proses Penyatuan Asam
Amino dan tRNA1
Gambar 13.7 Proses Elongasi
Translasi Eukariota1
AUTHORED BY : IQBAL TAUFIQQURRACHMAN 4
C13 Sintesis Protein dan Protein
Targetting
Selanjutnya, ada kodon stop yang akan mengakhiri
translasi karena memediasi pelekatan release factor (RF)
Terlepaslah polipeptida dan membentuk protein
B. Sintesis Protein Pada Prokariota
- Tempat terjadi transkripsi maupun translasi pada prokariota
adalah di sitosol
- Perbedaan antara sintesis protein pada eukariota dan
prokariota adalah pada mRNA prokariota tidak perlu ada
modifikasi karena sudah ekson semua
- Berikut proses lengkapnya :
1. Transkripsi3
o Terjadi pelekatan faktor σ (sigma) ke daerah promoter
o Daerah promoter (TATA box) itu terdiri atas sekuens
-10 (kotak Pribnow) dan sekuens -35
o Setelah itu faktor σ memediasi pelekatan subunit lain
yaitu α, β, β’, dan ω yang akan membentuk suatu
holoenzim (RNA Polimerase)
o Dimulai pembukaan dsDNA menjadi ssDNA oleh RNA
polimerase sambil menambahkan sekuens nukleotida
o Dimulai dengan penambahan pppA atau pppG pada
ujung 5’
o Setelah transkripsi faktor σ lepas agar bisa berikatan ke
kompleks lain untuk membentuk holoenzim di
transkripsi berikutnya
o Selanjutnya adalah polimerisasi RNA di DNA template
sampai terminator
o Untuk dapat menjadi termniator yang baik, terminator
membutuhkan faktor rho (ρ) dengan catatan, pada
Gambar 13.8 Terminasi Translasi1
Gambar 13.9 Inisasi Transkripsi Prokariota4
Kotak pribnow = TATAAT
Sekuens -35 = TTGACA
AUTHORED BY : IQBAL TAUFIQQURRACHMAN 5
C13 Sintesis Protein dan Protein
Targetting
DNA template tidak terdapat 6 basa nitrogen adenin
yang merupakan terminator
o Lalu jika tidak memiliki faktor rho (ρ), terminator akan
memiliki simetri diad dalam DNA ulir ganda yang
terpusat pada 15-20 nukleotida sebelum ujung RNA
o Hal ini akan menyebabkan RNA bagian tengah melipat
ke atas dan membentuk struktur “hairpin”
o Terminator dalam transkripsi prokariota adalah basa
nitrogen dengan 6 A (adenin) maka ujung 3’ mRNA
adalah 6 U (urasil)
Gambar 13.9 Transkripsi pada Prokariota4
Catatan tambahan :
Kenapa termiantor harus
AAAAAA ??
Karena pada ikatan antara A-
U itu merupakan ikatan
rangkap 2 hidrogen jadi lebih
rentan dibanding G-C yang
memiliki ikatan rangkap 3
hidrogen. Jadi lebih mudah
untuk lepas dibanding G-C.
AUTHORED BY : IQBAL TAUFIQQURRACHMAN 6
C13 Sintesis Protein dan Protein
Targetting
2. Translasi
o Setelah proses transkripsi, mRNA akan menjadi
template untuk translasi
o Di mRNA ini terdapat sekuens Shine-Dalgarno
(AGGAGG) yang komplemen ke ujung 3’ 16S rRNA
o Shine-Dalgarno menyebabkan inisiasi mRNA ke
ribosom
o Diawali dengan ribosom subunit kecil sambil membawa
IF1 dan IF3
o Kemudian, tRNA membawa asam amino metionin
sambil membawa IF2 untuk memediasi pengikatan
subunit besar
o Terbentuklah kompleks ribosom-mRNA-tRNA secara
keseluruhan
o Translasi dimulai sampai pada kodon stop (UAA, UAG,
UGA) dari mulai pelekatan di situs A, kemudian ke situs
P, dan exit di situs E
o Pada kodon stop, akan ada pelekatan dua RF (release
factor) di mana RF1 mengenali UAG dan UAA sementara
RF2 mengenali UGA dan UAA
o Terjadilah pelepasan polipeptida kemudian membentuk
protein
C. Protein Targetting 1,5
Protein yang dihasilkan setelah translasi tergantung letak
translasinya di mana apakah di ribosom bebas atau di ribosom
terikat. Berikut bedanya :
1. Ribosom bebas : hasil proteinnya dijadikan enzim
2. Ribosom terikat : hasil proteinnya dijadikan membran
Jika pada ribosom terikat :
1. Hasil translasi di ribosom terikat (letaknya di RE Kasar) berupa
protein
2. Protein dikirim ke badan Golgi
3. Masuk ke bagian cis dan kemudian ke bagian medial
4. Di medial akan terjadi penyortiran protein agar didapatkan yang
baik, jika masih belum matang protein dikembalikan ke RE kasar
5. Selanjutnya, protein matang diglikosilasi untuk penanda di
bagian membran mana akan dilekatkan
6. Pembentukan vesikel dan eksositosis protein dari golgi menuju
organel atau membran sel yang membutuhkan protein
AUTHORED BY : IQBAL TAUFIQQURRACHMAN 7
C13 Sintesis Protein dan Protein
Targetting
Daftar Pustaka
1. Campbell, Neil A. Biology. 9th ed. San Fransisco : Pearson Education
Inc; 2011
2. Turnpenny P, Ellard S. Emery's Elements of Medical Genetics. 14th
ed. Elsevier; 2012.
3. Elrod S, Stansfield W. Schaum's Outlines of Theory and Problems of
Genetics. 4th ed. McGraw-Hill; 2002.
4. D. Peter S, J. Simmons M. Snustad Principles of Genetics. 6th ed. Jon
Wiley & Sons, Inc.; 2012.
5. Sherwood, Lauralee. Human Physiology : From Cells to the Systems
8th Edition. Australia: Brooks/Cole, Cengage Learning; 2012