• Biokimia Sintesis Protein Pdf

Slide 2: Pembahasan Sintesis Protein 1.Pengertian Sintesa protein adalah penyusunan amino pada rantai polipeptida. Dalam prosestersebut melibatkan DNA (Timin”T”,Adenine”A”,Sitosin”C”, Guanin”G ”) dan RNA (Urasil”U”, Adenin”A”,Sitosin”C”, Guanin”G ” ). DNA berfungsi sebagai bahan genetic untuk sel baik prokariot maupun eukariot, karena prokariot tidak memilikisystem internal, DNA tidak terpisahkan dari inti sel lainnya. Pada Eukariot DNA terletak di inti dipisahkan dari sitoplasma oleh selubung inti. Proses sintesis protein terbagi atastranskripsi dan translasi.

Seperti kita ketahui DNA sebagai media untuk proses transkripsisuatu gen berada di kromosom dan terikat oleh protein histon. Saat menjelang prosestranskripsi berjalan, biasanya didahului signal dari luar akan kebutuhan suatu proteinatau molekul lain yang dibutuhkan untuk proses pertumbuhan, perkembangan,metabolisme, dan fungsi lain di tingkat sel maupun jaringan.Kemudian RNA polymerase II akan mendatangi daerah regulator element dari genyang akan ditranskripsi. Kemudian RNA polymerase ini akan menempel (binding) didaerah promoter spesifik dari gene yang akan disintesis proteinnya, daerah promoter inimerupakan daerah consesus sequences, pada urutan -10 dan -35 dari titik inisiasi (+1)yang mengandung urutan TATA-Box sebagai basal promoter. Setelah itu, polimerase ini akan membuka titik inisiasi ( kodon ATG ) dari gene tersebut dan mengkopi semua informasi secara utuh baik daerah exon maupun intron, dalam bentuk molekul immaturem RNA ( messenger RNA). Kemudian immature mRNA ini diolah pada proses splicing dengan menggunakan smallnuclear RNA ( snRNA ) complex yang akan memotong hanyadaerah intron, dan semua exon akan disambungkan menjadi satu urutan gen utuh tanpanon -coding area dan disebut sebagai mature mRNA. Pada tahap berikutnya, mRNA inidiproses lebih lanjut pada proses translasi di dalam ribosom, dalam tiga tahapan pokok yaitu inisiasi sebagai mengawali sintesis polipeptida dari kodon AUG yang ditranslasisebagai asam amino methionine.

Slide 3: Pertumbuhan karakter menempuh reaksi-reaksi kimia yang kompleks. Reaksi kimiaselalu dilancarkan oleh enzim dimana enzim adalah protein. Oleh karena itu sintesa protein menentukan karakter. RNA diperlukan dalam proses sintesa protein untuk membawa informasi yang dibawa oleh gen ke tempat sintesis protein dalamsitoplasma. Pelaksana sintesa protein adalah RNA duta /RNA-messenger/RNA-m ( pembawa perintah / informasi genetis ); merupakan jenis RNA yang terbesar molekulnya dalam sel. RNA- ribosom /RNA-r (RNA yang membina sebagian ribosom / mesin pabrik protein). RNA-transfer/RNA-t ( pengantar asam amino ke ribosom ); merupakan jenis RNAyang terkecil molekulnya dalam sel.

Tahapan sintesa protein adalah: Pencetakan RNA-m melalui proses transkripsi. Penterjemahan informasi genetis berupa urutan asam amino melalui proses translasi. P rosesnya: 1.

R eplikasi: yang terjadi seperti pada sel membelah waktu mitosis 2. T ranskripsi: informasi genetic pada DNA, di salin oleh RNA 3. T ranslasi: RNA ke sitoplasma ke reticulum. REPLIKASI DNA Sebelum sel membelah, DNA harus direplikasi dalam fase S dari siklus sel. Prosesreplikasi melibatkan enzim polymerase.

Proses ini melibatkan pembukaan utas ganda DNA,sehingga memungkinkan terjadinya perpasangan basa untuk membentuk utas baru.Pembentukan utas komplementer terjadi melalui perpasangan basa antara A dengan T dan Gdengan C. Dalam replikasi DNA, setiap utas DNA lama berperan sebagai cetakan untuk membentuk DNA baru.Atau Proses penyalinan urutan basa-basa nukleotida purin dan pirimidin dalam untaiganda DNA inang ke sel turunan ( replikasi semikonservatif: setengah untai asli setengahsintesis baru ). Diawali dari pelepasan untai ganda oleh enzim DNA gyrase Terbentuk garpurepliakasi (replication fork) Garpu bergerak dalam 2 arah berlawanan sampai kedua ujung bertemu menghasilkan DNA baru Masing untai DNA induk berperan sebagai cetakan Untai baru dijamin komplementer dengan untai lama oleh DNA polymerase Untai baru memiliki polaritas berlawanan dengan untai induk.

Model DNA Watson dan Crick menyatakan bahwa saat double heliks bereplikasi,masing-masing dari kedua molekul anak akan mempunyai satu untai lama yang erasal darisatu molekul induk dan satu untai yang baru. Model replikasi ini disebut model semikonservatif.

Model lainnya adalah model konservatif dimana molekul induk tetap danmolekul baru disintesis sejak awal. Model ketiga disebut model dispersif yaitu bahwakeempat untai DNA, setelah replikasi double heliks, mempunyai campuran anatara DNA barudan DNA lama. Pengujian yang dilakukan oleh Meselson dan Stahl menunjukkan bahwareplikasi DNA terjadi secara semikonservatif.

Daerah penggandaan bergerak sepanjang DNAinduk membentuk replication fork. Pada daerah ini, kedua utas DNA yang baru, disintesisdengan bantuan sekelompok enzim, salah satunya adalah DNA polimerase. Sintesis DNA tidaklah berjalan secara kontinu pada kedua utas cetakan. Hal ini karenakedua utas DNA tersusun sejajar berlawanan arah atau antiparalel. Maka utas DNA baru akantumbuh dari 5′ - 3′ sedang yang lainnya dari 3′ - 5′ pada cetakan. Sintesis dari 3′ - 5′ tidak mungkin dilakukan karena tidak ada DNA polymerase untuk arah 3′ - 5′. Replikasi DNA padacetakan 3′ - 5′ terjadi seutas demi seutas dengan arah 5′ - 3′ yang berarti replikasi berjalanmeninggalkan replication fork.

Utas-utas pendek tersebut kemudian dihubungkan oleh enzimligase DNA. Slide 5: Dalam replikasi DNA terdapat utas DNA yang disintesis secara kontinu yang terjadi pada cetakan 5′ - 3′. Utas DNA yang disintesis secara kontinu ini disebut utas utama atauleading strand. Sedangkan utas DNA baru yang disintesis pendek-pendek seutas -demi seutasdisebut utas lambat atau lagging strand. Utas-utas pendek atau fragmen-fragmen pendek yangterbentuk disebut fragmen Okazaki. Sintesis pada leading strand memerlukan molekul primer pada permulaan replikasi Setelah replication fork terbentuk, polymerase akan bekerjasecara kontinu sampai utas DNA baru selesai direplikasi. Pada sintesis lagging strand,diperlukan enzim lain primase DNA.

Setelah utas DNA terbuka untuk melakukan replikasi,dan setelah terbuka pada lagging strand, utas harus dijaga agar tetap terbuka. Jadi dalam proses replikasi DNA melibatkan beberapa protein baik berupa enzim maupun non- enzim yaitu: 1) Polimerase DNA: enzim yang berfungsi mempolimerisasi nukleotida-nukleotida 2) Ligase DNA: enzim yang berperan menyambung DNA utas lagging 3) Primase DNA: enzim yang digunakan untuk memulai polimerisasi DNA padalagging strand 4) Helikase DNA: enzim yang berfungsi membuka jalinan DNA double heliks 5) Single strand DNA-binding protein: mestabilkan DNA induk yang terbuka.

Biokimia Sintesis Protein Pdf

Replication fork berasal dari struktur yang disebut replication bubble yaitu daerah menggelembung tempat pilinan DNA induk terpisah untuk berfungsi sebagi cetakan pada sintesis DNA. Slide 7: Fungsi Asam Nukleat dalam sintesa: ➢ DNA sense sebagai pemberi perintah berupa urutan basa nitrogen ( Kodogen ). ➢ DNA AntiSense, pasangan dari sense. ➢ RNA berfungsi menyampaikan perintah dari DNA ( Kodon ). ➢ RNA pasangan dari kodon juga bertugas sebagai pembawa jenis asam aminoyang sesuai dengan kodonnya. Protein 3.TAHAP TRANSKRIPSI Transkripsi adalah proses penyalinan kode-kode genetic yang ada pada urutan DNAmenjadi molekul RNA.

Transkripsi adalah proses yang mengawali ekspresi sifat-sifat geneticyang nantinya akan muncul sebagai fenotipe. Urutan nukleotida pada salah satu untaianmolekul DNA digunakan sebagai cetakan ( template ) untuk sintesis molekul RNA yangkomplementer. Molekul RNA yang disintesis dalam proses transkripsi pada garis besarnyadapat dibedakan menjadi tiga kelompok molekul RNA,yaitu: 1.

MRNA ( messenger RNA ). TRNA ( transfer RNA ). RRNA ( ribosomal RNA ). M olekul mRNA adalah RNA yang merupakan salinan kode-kode genetic pada DNAyang dalam proses selanjutnya ( yaitu proses translasi ) akan diterjemahkan menjadi urutanasam-asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein tertentu.

Molekul tRNAadalah RNA yang berperan membawa asam-asam amino spesifik yang akan digabungkandalam proses sintesa protein ( translasi ). Molekul rRNA dan RNA yang digunakan untuk menyusun ribosom, yaitu suatu partikel di dalam sel yang digunakan sebagai tempat sintesis protein. Molekul tRNA dan rRNA tidak pernah ditranslasi karena molekul yang digunakanadalah RNA- nya itu sendiri. Salah satu pita DNA tunggal mencetak mRNA.

Pita tersebut dinamakan pita sense, sedangkan pita yang tidak mencetak mRNA disebut pita antisense. Mrna yang telah dicetak kemudian keluar dari inti sel melalui pori-pori nukleus masuk ke dalam sitoplasma, Susunantiga basa mRNA komplementer dengan susunan tiga buah pita sense DNA.

Sintesis RNA iniselalu terjadi menurut arah 5’ ke 3’. Transkripsi akan berakhir jika RNA polimerasementranskripsi urutan DNA terminator yang berfungsi sebagai sinyal terminasi.Dalam proses transkripsi, beberapa komponen utama yang terlibat adalah: 1. Urutan DNA yang akan ditranskripsi ( cetakan /template ). Enzim RNA polymerase. Factor- faktor transkripsi.

4-precursor untuk sintesis RNA. U rutan DNA yang ditranskripsi adalah gen yang diekspresikan. Secara garis besar gendapat diberi batasan sebagai suatu urutan DNA yang mengkode urutan lengkap asam aminosuatu polipeptida atau molekul RNA tertentu. Gen yang lengkap terdiri atas tiga bagianutama, yaitu (1) daerah pengendali ( regulatory region ) yang secara umum disebut promoter, (2) bagian structural, dan (3) terminator. Promoter adalah bagian gen yang berperanan dalammengendalikan proses transkripsi dan terletak pada ujung 5’. Bagian structural adalah bagian gen yang terletak di sebelah hilir ( downstream ) dari promoter.

Bagian inilah yangmengandung urutan DNA spesifik ( kode-kode genetic ) yang akan ditranskripsi. Terminator adalah bagian gen yang terletak di sebelah hilir dari bagian structural yang berperanan dalam pengakhiran ( terminasi ) proses transkripsi. Model transkripsi pada prokariota transkripsi berlangsung secara polisistronik. ( poli = banyak ) artinya bisa terjadi lebih dari satu tempat kodon start ( memulai transkripsi ) dantentu tempat kodon mengakhiri transkripsi ( kodon stop = kodon terminal ). Model transkripsi pada e ukariota transkripsi berlangsung secara Monosistronik ( mono= satu ) sistim mengacu pada satu tempat ( site ) start atau kodon memulai (AUG) dan satu kodon terminasi ( UGA, UAG atau UAA ).

Slide 9: Kesimpulan Proses sintesis protein terbagi atas transkripsi dan translasi. Seperti kita ketahui DNAsebagai media untuk proses transkripsi suatu gen berada di kromosom dan terikat oleh protein histon. Saat menjelang proses transkripsi berjalan, biasanya didahului signaldari luar akan kebutuhan suatu protein atau molekul lain yang dibutuhkan untuk proses pertumbuhan, perkembangan, metabolisme, dan fungsi lain di tingkat sel maupun jaringan.

DNA terdiri dari dua sulur / utas polinukleotida yang bersifat antiparalel. Antar sulur / utas nukleotida berikatan pada basa N: Ikatan H. Agar dapat diwariskan dari satu generasi ke generasi, DNA harus melakukan replikasiatau penggandaan DNA.

Gen merupakan fragmen DNA yang menyandikan protein/ enzim. Ekspresi genmeliputi proses transkripsi dan translasi.

Informasi dalam gen dicetak ke dalam molekul messenger Ribo Nucleic Acid (mRNA) melalui proses trankripsi, mRNA membawa cetakan informasi ke ribosom dalam sitoplasma, Ribosom kemudian melakukan proses penerjemahan (translation) dengan menggunakan informasi cetakan tersebut untuk mensintesis protein.

For cells to flourish, the genetic code must be translated with great accuracy into the amino acids that proteins are made from. During translation, the cell’s protein-synthesis factory — the ribosome — carefully monitors the process by which new amino acids are added to a growing polypeptide chain. For each one, a specific trinucleotide (a codon) on messenger RNA is paired with a complementary anticodon on a transfer RNA, which at its other end carries the corresponding amino acid. Once codon–anticodon pairs have formed, the amino acid is chemically linked to the polypeptide chain by a peptide bond. At this point, it was thought that the quality-control duties of the ribosome were more or less complete. But Zaher and Green present evidence in this issue (page 161) that, even after peptide-bond formation, the ribosome can detect codon–anticodon mismatches and reacts by bringing the protein’s synthesis to a premature end.The matching of codons and anticodons by the ribosome is a tricky process, involving a certain amount of leeway (Watson–Crick wobble) to allow the reading of all 64 codons that make up the genetic code. So it is not surprising that, despite careful matchmaking, mistakes are sometimes made, resulting in misfolded or non-functional proteins that must be refolded or destroyed after translation is finished.

During protein synthesis, mistakes are generally thought to occur at a rate of about 1 in every 20,000 amino acids, although levels can be higher or lower depending on the conditions,. Studies in different living systems support this estimated rate of error, whereas experiments with individual components of the protein-synthesis machinery in vitro have yielded less clear-cut results.It was one such experiment that piqued Zaher and Green’s interest. When looking at the formation of simple two-amino-acid peptides, they sometimes saw error rates as high as 1 in 2,000 — an order of magnitude higher than they had expected. To further explore these high error rates, they turned to an occasional mistake that is well documented in living systems: the erroneous translation of the AAU codon into the amino acid lysine, rather than aspara gine. They also began to look at the formation of longer peptides of up to four amino acids. Much to their surprise, they found that, once a mistake has been made, the ribosome becomes much less efficient at adding amino acids. So rather than continuing to grow, the nascent peptide chain was released from the translational machinery prematurely.Ribosomes contain three binding sites for their tRNA substrates: the aminoacyl (A) site, the peptidyl (P) site and the exit (E) site.

During each round of amino-acid chain elongation, codon–anticodon pairing allows entry of the correct tRNA into the A site. The nascent polypeptide chain bound to the tRNA at the P site is then transferred to the tRNA bearing a new amino acid at the A site, thereby lengthening the chain by one residue. This cycle of amino-acid addition is completed when the tRNA originally at the P site moves to the E site and the tRNA at the A site shifts to the P site, freeing up the A site for the next tRNA.

The tRNA translocations are accompanied by mRNA movement by three nucleotides — or one codon — towards the E site. Iterative cycles of elongation occur until a stop codon, signalling the end, reaches the A site. Specific recognition of this codon by a primary release factor (known as RF proteins in the bacterium Escherichia coli) promotes hydrolysis of the now mature polypeptide from the P-site tRNA, a process called termination.

Ribosomal matchmakinga, Normally, the correct tRNA (yellow) enters the A site of the ribosome and the appropriate amino acid (red) is incorporated into the growing peptide chain, which transfers from tRNA in the P site to the tRNA at the A site. Both tRNAs, as well as the mRNA, then shift towards the E site. B, When mistakes are made and the mismatched codon–anticodon helix (indicated by a red cross) translocates to the P site, the ribosomal complex becomes susceptible to premature termination by translation factors such as RF2, and the erroneous sequence is prematurely released.In an effort to understand their puzzling observations, Zaher and Green studied several defined ribosomal complexes, made from purified components, in vitro. They find that complexes containing a mismatch between the anticodon and codon in the P site are susceptible to RF2-mediated peptide release, despite the absence of a stop codon in the A site. Although slow, this reaction was stimulated considerably by the secondary release factor RF3, suggesting that it might be relevant in vivo, where both RFs are present.Intriguingly, a sequence containing a mismatched codon–anticodon pair in the P site also stimulated further error — that is, incorporation of an amino acid despite the absence of correct codon–anticodon pairing. Consequently, complexes containing codon–anticodon mismatches were made in both the E and P sites.

Again, the authors observed high rates of RF-dependent peptide release in these complexes, suggesting that termination can efficiently compete with elongation. The net effect is that miscoding errors terminate translation prematurely, which is another means of quality control by the ribosome — retrospectively, following peptide-bond formation — to increase the fraction of functional proteins made.How codon–anticodon mismatches in the P site (or P and E sites) stimulate further miscoding and peptide release remains unclear. Codon–anticodon pairing in these sites normally helps to maintain the correct reading of codons on mRNA. Mismatches could disrupt such systematic reading of mRNA, potentially allowing various codons to transiently occupy the A site as the mRNA slides through the ribosome unpaired. Another possibility is that mismatches generate a conformational signal in the ribosomal complex that alters the activities of the translation factors such as RF proteins. Indeed, earlier work - showed that conformational changes in the ribosome regulate both the decoding of mRNA and its termination.

Regardless of the precise mechanism involved, Zaher and Green’s work reveals a facet of quality control in protein synthesis that depends on an unanticipated level of complexity in the workings of the ribosome.