SINTESIS PROTEIN

Sintesis Protein 1. Aspek sintesis protein2. Mekanisme sintesis protein (prokariot)3. Mekanisme Sintesis Protein (Eukkariot)

1. Aspek-Aspek Sintesis protein Interaksi Codon-anticodon WobbleRibosome binding sitePolysomesInitiators tRNA

Interaksi Codon-anticodon Dalam ribosom, bentuk 3 pasang basa anti-parallel terjadi antara codon mRNA dan anticodon tRNA.

Molekul tRNA berinteraksi dg lebih dari satu codon

Wobble Basa 5'-anticodon mampu mengalami gerakan lebih dari dua basa lain dan dapat membentuk pasang basa non-standard sepanjang jarak antara unit-unit ribosa yg dekat.Untuk menerangkan kelebihan kode genetik, 18 asam amino dikode oleh lebih dari satu kodon triplet yg berbeda pada 5-basa anticodon

Semua pemasangan basa pada posisi wobble Tidak ada pasangan basa purin-purin atau pirimidin-pirimidinyg dbiarkan karena jarak ribosa mjd tidak betul.U tidak ditemukan sbg basa 5-antikodon

Wobble pairing: non Waston-crick base paring

Ribosome binding site (Shine-Dalgarno sequence)Melulu utk translasi prokaryoticSekuens kaya-purin biasanya mengandung 5'-AGGAGGU-3' Upstream dari kodon inisiasi dalam mRNA prokaryoticKe posisi ribosome utk inisiasi sintesis protein

Shine-Delgarno element

PolisomSetiap transkrip mRNA dibaca simultan oleh lebih dari 1 ribosom. Ribosom pertama, kedua, ketiga, dst. Mulai membaca transkrip mRNA sebelum ribosom pertama menyelesaikan sintesisrantai polipeptida. ribosom yg banyak pada transkrip mRNA tunggal ini disebut poliribosom atau polisom.

Polisom

Initiator tRNAMetionin merupakan asam amino pertama yg dirangkai di dalam rantai protein baik pada prokariot maupun eukariot ( dimodifikasi N-formylmethionine) Initiator tRNAs adalah tRNA khusus yg mengenal kodon mulai AUG (GUG) dalam prokariot maupun eukariot. Initiator tRNAs berbeda dg tRNA utk Metionin

Initiator tRNA, fMet-tRNAfMet dalam E. coli Lacking alkylated A endorses more flexibility in recognition in base pairing (both AUG and GUG).

Pembentukan Initiator tRNA in E. coliBaik initiator tRNA and noninitiator tRNAmet dimuati dg Met oleh enzim yg sama methionyl-tRNA synthetase utk menghasilkan methionyl-tRNAHanya initiator methionyl-tRNA yg dimodifikasi dg transformylase N-formylmethionyl-tRNAfmet.

2. Mekanisme Sintesis Protein (Prokariot)Sintesis Protein tjd dalam 3 tahap

1.inisiasi. Perakitan ribosom pada molekul mRNA. 2.Pemanjangan-siklus penambahan asam amino berulang. 3.Terminasi dg melepaskan rantai protein

InisiasiDalam prokariot, inisiasi perlu: Subunit Ribosom besar dan kecil, mRNA initiator tRNA tiga faktor inisiasi.

Perbandingan ukuran yg menunjukkan ribosom cukup besar utk mengikat tRNA dan mRNA.

IF1 dan IF3 terikat ke subunit 30SKompleks IF2 dg GTP terus terikat ke subunit kecil itu, membentuk kompleks RBS. initiator tRNA dpt terikat ke kompleks itu pada sisi P berpasangan dg kodon AUG.Sekarang Subunit 50S dapat mengikat. GTP dihidrolisis, IF dilepaskan dan membentuk kompleks inisiasi 70S 30S initiation complex

Ribosom yg terakit memp dua tRNA-binding sites, yaitu sisi A- dan P-, utk aminoasil dan peptidil berurutan.Hanya fMet-tRNAfMet yg digunakan utk inisiasi dg subunit 30S ; aminoacyl-tRNA yg lain semuanya digunakan utk pemanjangan dg ribosom 70S.

Pemanjangan Dg pembentukan kompleks inisiasi 70 S, siklus pemanjangan dimulai. Pemanjangan terkait dg 3 faktor: EF-Tu, EF-Ts, EF-G, dg bantuan GTP, tRNA yg termuati dan kompleks inisiasi 70S.

Tiga Langkah pemanjangan1. Charged tRNA sebagai kompleks EF-Tu dan GTP .2.Peptidyl tranferase (subunit 50S ribosomal) membuat ikatan peptida dg menggabungkan 2 asam amino tanpa input energi.3.Translocase (EF-G), dg energi dari GTP, menggerakkan ribosom 1 kodon sepanjang mRNA, mengusir uncharged tRNA dan memindahkan peptida ribosom dari mRNA.

Siklus penukaran EF-Tu-Ts

Pembentukan Ikatan Peptida terjadi dg reaksi antara polypeptida dari peptidyl-tRNA dalam sisi P dan asam amino dari aminoacyl-tRNA dalam sisi A

Translokasi Dalam bakteri, discharged tRNA meninggalkan ribosom lewat sisi lain, sisi E Dlm eukariot, discharged tRNA dikeluarkan langsung ke dalam sitosol. EF-G (translocase) dan GTP terikat ke ribosom, dan discharged tRNA diusir dari sisi-P- dg bantuan energi. peptidyl-tRNA dipindahkan dari sisi-A ke sisi-P dan mRNA bergerak satu kodon relatif thd ribosom.

Translokasi dalam E. coli E-siteP-siteA-site

TerminasiFaktor Protein yg disebut factor pelepasan berinteraksi dg stop codon dan menyebabkan pelepasan rantai polipeptida yg sudah lengkap RF1 and RF2 mengenal stop codon dg bantuan RF3Factor pelepasan membuat peptidyl transferase mentransfer polypeptide ke air, dan sehingga protein dilepaskanFaktor pelepasan dan EF-G: memindahkan uncharged tRNA dan melepaskan mRNA,.

3. Mekanisme Sintesis Protein dalam eukariotPaling banyak perbedaan mekanismenya antara prokariot dan eukariot terjadi dalam tahap inisiasi. Lebih banyak jumlah eIFs dan scanning process dalam eukariotInitiator tRNA pada eukariot tidak terformilasi

prokaryoticeukaryoticfunctionInitiation factorIF1 IF3

IF2eIF3 eIF4c eIF6 eIF4B eIF4FeIF2B eIF2 eIF5Bind to ribosome submitsBind to mRNAInitiator tRNA deliveryDisplacement of other factorsElongation factor EF-TuEF-TsEF-geEF1eEF1 eEF2Aminoacyl tRNA deliveryRecycling of EF-Tu or eEF1TranslocationTermination factors RF1, RF2, RF3

eRFPolypeptides Chain release

Scanning =Membaca sepintas Kompleks subunit ribosom 40s terikat ke daerah 5cap mRNA dan bergerak sepanjang scanning utk start codon AUG.

Ribosom Eukaryotic bermigrasi dari ujung 5 mRNA ke ribosome binding site, termasuk kodon inisiasi AUG.

Inisiasi Berbeda dg kejadian di prokariot, pada eukariot, inisiasi tRNA terikat ke subunit 40S sebelum dapat terikat ke mRNA. Fosforilasi eIF2, yg mana menghantarkan inisiasi tRNA, merupakan poin pengendalian yg penting.

Faktor inisiasi dapat dikelompokkan berdasarkan fungsinya sbb:

Binding to ribosomal subunits eIF6 eIF3 eIF4cBinding to the mRNAeIF4B eIF4F eIF4A eIF4EInvolved in initiation tRNA deliveryeIF2 eIF2BDisplace other factorseIF5

Initiator tRNA+eIF2+GTPeIF3+4C+40STernary complex43S ribosome complex43S preinitiation complex+mRNA+eIF4F+eIF4BATPADP+Pi48S preinitiation complex+

ScanningBanyak factor yg terlibat

Scanning untuk menemukan AUG

Elongation= Pemanjangan Siklus pemanjangan sintesis protein eukariot mirip dg prokariot Factor EF-Tu EF-Ts EF-G memiliki ekuivalen eukariotik yg disebut eEF1 eEF1 eEF2

Termination= Terminasi= Pengakhiran

Eukariot hanya menggunakan 1 factor pelepasan eRF, yg memerlukan GTP, mengenal seluruh 3 kodon terminasi.Kodon terminasi (UAG, UAA, UGA) yg menyebabkan sintesis protein diakhiri.