Metabolisme Asam Nukleat 2

Struktur RNASatu rantai; Gula :ribosa ; Basa N :A,G, C, UJumlah C tidak perlu sama dengan G, jumlah A tidak perlu sama dengan jumlah U. RNA dapat dihidrolisis dengan alkali menjadi 2-3 diester siklikmengandung sekitar 75-50.000 nukleotida. Jenis: mRNA, tRNA, rRNA

mRNAmeneruskan informasi genetik dari DNA Eukariota: 5 : 7-mGTP = tempat pengenalan bagi ribosom 3 : polimer adenilat/(ekor poli A) (20-250 nukleotida) = mempertahankan stabilitas intraseluler mRNA spesifik

tRNA rantai tunggal 70-90 nukleotida BM 25.000. seperti daun semanggi.membawa asam amino aktif ke ribosom tempat pengikatan asam amino pengenalan nukleotida cetakan pada mRNA

rRNAKomponen dari ribosom. Fungsi : belum seluruhnya diketahuiDi dalam ribosom mRNA dan tRNA berinteraksiJumlahnya paling banyak (70-80%) dan paling stabil. Eukariota: ribosom subunit kecil (40S): 18Sribosom subunit besar (60S) :rRNA 5S, 5,8S, 28SProkariota: ribosom subunit besar (subunit 50S) : 23S dan rRNA 5S ribosom subunit kecil (30S): 16S

TranskripsiPembentukan RNA berdasarkan cetakan pada DNA. Rantai DNA : rantai cetakan (template strand / rantai (-)/antisense strand). rantai penyandi (coding strand / rantai (+) /sense strand) Urutan basa coding strand = mRNA, kecuali T di DNA diganti U di mRNA, sedangkan urutan basa rantai cetakan DNA komplementer dengan mRNA.

Transkripsi 2gen atau serangkaian gen tertentuEnzimTahapInitiationRNA polimeraseterminationelongation

Tahap Inisiasiholoenzim RNA polimerase terikat ke promotor di DNA Dimulai pada DNA (rantai cetakan) dengan urutan spesifik. Lilitan DNA terbuka sebanyak 17 bp

Inisiasi 2Terjadi ikatan hydrogen antara 2 nukleotida yang komplementer pada start point di DNA, enzim RNA polimerase mengkatalisis terjadinya ikatan fosfodiester antara nukleotidaEnzim RNA polimerase tetap di promotor dan mengkatalisis penambahan nukleotida satu demi satu sampai terbentuk untaian sepanjang sekitar 9 nukleotida. nukleotida pertama proses transkripsi : purin.

Tahap Perpanjangan Rantai RNA polimerase bergerak sepanjang rantai cetakan dari ujung 3 ke ujung 5.Selain mempunyai aktivitas membuka lilitan DNA (unwindase), enzim RNA polimerase juga mempunyai aktivitas membentuk kedua utas DNA menjadi heliks (rewindase) kembali. Hal ini juga merangsang terlepasnya molekul RNA dari cetakannya setelah terbentuk hibrida RNA-DNA yang panjangnya sekitar 12 pasangan basa. Enzim RNA polimerase tidak mempunyai aktivitas nuclease, sehingga tidak dapat memeriksa dan memeprbaiki rantai polinukeotida yang sedang terbentuk.

Tahap terminasi RNA polimerase mentranskripsi terminatorTerminator kaya GC diikuti daerah yang kaya AT. Transkrip RNA dari terminator merupakan sinyal berhenti.

Pematangan mRNAProduk transkripsi eukariota: hnRNA. mengalami proses pematangan Pemberian topi pada ujung 5mRNA terjadi di inti, Penambahan poli A dapat terjadi di inti atau di sitoplasma. nukleolitik, ligasi, penambahan rantai nukleotida di bagian ujung, maupun modifikasi nukleosida, splicing.

Pematangan mRNApre-mRNAmRNAAAAAAA

EKSPRESI GEN Serentetan peristiwa meliputi bagaimana informasi genetik yang terdapat di DNA dipakai oleh sel untuk menentukan RNA dan molekul protein.Alur informasi genetik lazimnya dari DNA RNA protein DNA = dogma centralhasil akhir dari ekspresi gen dapat berupa RNA: misalnya tRNA dan rRNA.

Central Dogma

Kode GenetikPada mRNA terdapat kode genetik yang mengkode spesifikasi asam amino pemyusun protein. Kode genetik : 3 nukleotida (triplet) = kodon.Kodon terdiri dari 3 nukleotida dan basa penyusun nukleotida ada 4 macam (A,U,G,C) maka ada 43 = 64 kodon yang spesifik. Kodon terminasi atau kodon nonsense: UAA, UAG, dan UGA menyandi pengakhiran proses translasi

Kode Genetik

Translasi

Inisiasi elongasi Terminasi.

Inisiasi translasiPengikatan faktor inisiasi (IF1, IF2) ke ribosom subunit kecil Komplek prainisiasi :pengikatan GTP pada IF2 :kompleks biner.Kompleks biner berikatan dengan molekul charge tRNA dan mRNA: kompleks terner/prainisiasi, yang selanjutnya terikat dengan ribosom 40S. Kompleks ini distabilkan dengan pengikatan IF3.

Inisiasi Translasi3. Komplek inisiasi 40SPengikatan mRNA ke kompleks prainisiasi 40S. membutuhkan IF4F. 4. kompleks ribosom 80SKompleks inisiasi 40S kemudian akan bergabung dengan 60Shidrolisis GTP yang semula bergabung dengan IF2 dan pelepasan IF2.

InisiasiKompleks 80S

Inisiasi 40 S

Elongasi translasi 1. Pengikatan amino asil tRNA ke site A kodon pada site A : kodon setelah kodon permulaan. Ikatan dari aminoasil tRNA yang baru membutuhkan faktor elongasi eF-1 dan GTP. GTP dihidrolisis, EF-1GDP dan fosfat inorganik akan dilepaskan.

Elongasi translasi 22. Pembentukan ikatan peptidaGugus amino pada aminoasil tRNA pada site A melangsungkan serangan nukleofilik terhadap gugus karboksil teresterifikasi pada peptidil tRNA yang menempati site P, dikatalisis peptidil transferase dari 28S rRNA membutuhkan energi penyambungan rantai peptida yang sedang tumbuh ke tRNA dalam site A.

Elongasi translasi 33. Translokasi.tRNA dipeptidil akan bergerak dari site A ke site P (peptidil) yang kosong. GTP dihidrolisis menjadi GDP dan fosfat. site A menjadi kosong, dan siap menerima kodon ketiga (berikutnya). Kejadian tersebut terus berulang , dimana translasi bergerak ke arah ujung 3 dari mRNA. pembentukan 1 ikatan peptida dibutuhkan energi yang setara dengan hidrolisis 4 ikatan fosfat berenergi tinggi, yiatu 2 ATP dan 2 GTP.

Terminasi TranslasiReaksi perpanjangan rantai berjalan terus sampai pada suatu ketika yang berada di site A adalah kodon terminasi (UAG, UAA, atau UGA). Tidak ada tRNA yang dapat mengenali kodon terminasi. Kodon terminasi ini akan dikenali oleh protein khusus yang dikenal dengan Release Factor dengan memicu pelepasan polipeptida yang telah lengkap dari peptidil tRNA.

Elongasi 4

Rangkuman Translasi