Pembentukan Protein

download Pembentukan Protein

of 84

  • date post

    02-Mar-2018
  • Category

    Documents

  • view

    219
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Pembentukan Protein

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    1/84

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    2/84

    DNA akan membentuk RNA melalui prosesyang disebut sebagai transkripsi. Selanjutnyaakan dibentuk protein melalui proses yang

    disebut translasi.Proses transkripsi pada RNA memerlukan

    serangkaian proses di dalam nukleus

    termasuk proses yang disebut RNA splicing,sebelum keluar dari nukleus danditerjemahkan menjadi protein

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    3/84

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    4/84

    DNA dapat membentuk banyak molekul RNA yang masing-masing akan mensintesa protein yang sama, sehinggaproduksi dalam jumlah besar bisa terjadi dalam waktucepat.

    Walau demikian setiap gen juga bisa diatur kecepatantranskripsi dan translasinya sehingga pada satu sel dapatdibentuk protein tertentu dalam jumlah besar sementaraprotein lainnya dibentuk dalam jumlah kecil

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    5/84

    Langkah pertama dari pembentukan proteinadalah mengkopi sebagian dari sekuens DNA(sebuah gen) ke dalam sekuens RNA.

    Informasi pada RNA walaupun mempunyaistruktur kimia yang berbeda, tetapmenggunakan sekuens nukleotida, proses inidinamakan sebagai transkripsi.

    Seperti DNA, nukleotida terdiri dari 4 macamsubunit nukleotida yang dihubungkanbersama oleh ikatan fosfodiester.

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    6/84

    Perbedaan antara DNA dan RNA adalah sbb:

    1. Nukleotida pada RNA adalah Ribonukleotida, gulapentosanya adalah Ribosa

    2. RNA mempunyai basa urasil sebagai ganti timin. Basa

    urasil seperti timin akan membentuk ikatan hidrogendengan adenin.

    3. DNA pada sel eukariota selalu berada dalam bentukuntai ganda, RNA sebaliknya selalu pada bentuk untai

    tunggal sehingga RNA akan berlipat sendiri sepertipolipeptida untuk membentuk struktur akhir.

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    7/84

    Semua RNA pada sel terbuat dari transkripsi DNA.Transkripsi dimulai dengan pembukaan dan pelonggaransebagian kecil DNA double helix untuk memaparkanbasa-basa pada setiap rantainya.

    Salah satu rantai kemudian berfungsi sebagai cetakanuntuk membentuk molekul RNA

    Seperti pada replikasi DNA, sekuens rantai RNA ditentukanoleh pasangan basa antara basa yang akan dipasangkan

    dengan sekuens pada rantai DNA cetakan.

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    8/84

    Terdapat beberapa perbedaan transkripsi RNAdengan replikasi DNA

    1. Rantai RNA yang terbentuk tidakmempunyai ikatan hidrogen dengan cetakanDNA, segera setelah Ribonukleotidaditambahkan, rantai RNA dilepas dan ikatan

    double helix DNA dikembalikan2. RNA hanya mengkopi sebagian DNAsehingga jauh lebih pendek dibandingdengan DNA

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    9/84

    Enzim yang melakukan transkripsi disebutsebagai RNA polymerase. Enzim inimengkatalisa pembentukan ikatan

    fosfodiester yang akan menghubungkannukleotida membentuk rantai yang lurus.

    Enzim ini maju selangkah demi selangkah,melonggarkan helix DNA didepan situs aktif

    untuk polimerisasi sehingga terdapat daerahbaru dari rantai cetakan untuk pemasanganbasa yang sesuai.

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    10/84

    Lepasnya rantai RNA segera setelahditambahkan nukleotida berarti dapatdibentuk banyak rantai RNA dari gen yang

    sama dalam waktu singkat. Pembentukanrantai RNA yang baru dapat dimulai sebelumpembentukan rantai RNA sebelumnyaselesai.

    Dalam satu jam dapat dibentuk lebih dari 1000untai RNA hasil transkripsi

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    11/84

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    12/84

    Walau mempunyai cara kerja yang mirip, RNA polymeraseberbeda dari DNA polymerase dalam hal:

    1. RNA polymerase mengkatalisa ikatan ribonukleotida

    2. RNA polymerase dapat memulai pembentukan rantai

    RNA tanpa perlu primer3. RNA polymerase tidak seakurat DNA polymerase.

    Terdapat kesalahan satu dari 104nukleotida yang dikopi.Walau demikian enzim ini tetap mempunyai mekanisme

    proofreading.

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    13/84

    Sel memproduksi bermacam-macam RNA.

    RNA yang merupakan kopi dari gen yangmembawa kode untuk asam amino disebut

    sebagai messenger RNA (mRNA)

    Sebagian gen mempunyai produk akhir RNA,bukan protein, walau juga berfungsi

    mengkatalisa suatu reaksi dan sebagaikomponen struktural. Salah satunya adalahRNA yang dibawa oleh enzim telomerase.

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    14/84

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    15/84

    Small nuclear RNA (snRNA) adalah molekulRNA yang mengarahkan proses splicing daripre-mRNA menjadi RNA

    Ribosomal RNA (rRNA) merupakan molekulyang membentuk inti dari ribosom

    Transfer RNA (tRNA) merupakan molekul yangmembentuk adaptor dan menseleksi asam

    amino serta mengikat mereka padatempatnya di ribosom untuk kemudiandibentuk menjadi polipeptida

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    16/84

    Setiap segmen DNA yang ditranskripsikandisebut sebagai unit transkripsi. Padaeukariota unit ini hanya membawa satu gen

    dan mengkode untuk satu molekul RNA atauprotein.

    RNA terbanyak di dalam sel adalah rRNA.mRNA merupakan 3-5% dari total RNA.

    Selain itu terdapat juga snoRNA untukmemproses dan memodifikasi rRNA danbeberapa non-coding RNA lainnya

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    17/84

    RNA polymerase harus mengenali kapan suatu gen dimulaidan kapan berakhir.

    Proses mulainya transkripsi merupakan hal penting dalamekspresi gen karena merupakan tahap awal sel mengatur

    kapan protein akan dibentuk dan pada kecepatan berapaprotein tersebut akan dibentuk.

    Pada bakteri, RNA polymerase merupakan kompleksmultisubunit. Terdapat unit yang dapat lepas, disebutsebagai faktor sigma () yang berperan karena

    kemampuannya membaca sinyal pada DNA yangmenjelaskan kapan suatu transkripsi harus dimulai.

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    18/84

    RNA polymerase hanya berikatan secara lemah kepadaDNA bila bertemu dan RNA polymerase akan meluncursepanjang rantai DNA sampai akhirnya terpecahkembali. Tetapi bila RNA polymerase meluncur sampai

    pada bagian DNA double helix yang disebut sebagaipromoter, terdapat sekuens khusus yang menandakantitik awal sintesa RNA dan RNA polymerase akan terikatsecara kuat. Faktor mengenali sekuens ini dan

    membuat kontak khusus dengan bagian basa yangterpapar pada bagian luar helix.

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    19/84

    Setelah RNA polymerase terikat pada promoter DNA, iaakan membuka struktur double helix untuk memaparkanpotongan pendek nukleotida pada setiap rantainya.Proses ini tidak membutuhkan ATP (perbedaan dengan

    DNA helicase). Satu dari dua rantai DNA tadi kemudianakan menjadi cetakan untuk pemasangan basakomplementer bagi ribonukleotida2 yang disatukan olehpolymerase dan memulai pembentukan rantai RNA.Setelah dibentuk 1o nkleotida, faktor akan melepaskan

    ikatannya dari polymerase dan berdisosiasi. RNApolymerase akan melanjutkan penambahan struktur danbekerja secara lebih cepat.

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    20/84

    Perpanjangan rantai RNA akan terus berlanjutsampai bertemu dengan sinyal kedua padaDNA yaitu terminator. Pada saat itu

    polymerase akan berhenti bekerja danmelepas cetakan DNA maupun RNA yangbaru dibentuk. Setelah polymerase lepas dariterminator, ia akan kembali berikatan dengan

    faktor dan mencari promoter yang baruuntuk kembali memulai proses transkripsi.

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    21/84

    Untuk sbgn besar bakteri, sinyal terminasi mengandungserangkaian pasangan nukleotida AT yang didahului olehdua kali sekuens DNA simetrik yang bila ditranskripsikanmenjadi RNA akan membentuk struktur hairpin. Pada

    saat RNA polymerase berjalan di terminator, strukturhairpin akan membantu terbukanya bagian yang dapatterbuka dari RNA polymerase dan melepas RNA padaujungnya. Pada saat yang sama hibridisasi DNA-RNAyang mengandalkan pasangan basa UA tidak cukup kuat

    untuk menahan RNA pada tempatnya, danmenyebabkan terlepasnya RNA polymerase

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    22/84

    Proses inisasi dan terminasi meliputiserangkaian perubahan struktural kompleksdari protein, DNA dan RNA.

    Terdapat berbagai variasi sekuens sbgpromoter dan terminator. Walau demikianterdapat beberapa sekuens konsensus.

    Sekuens promoter bersifat asimetrik, sehingga

    walau DNA adalah untai ganda, transkripsiRNA hanya berlangsung pada satu rantai danmempunyai satu orientasi.

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    23/84

    Berbeda dengan bakteri, eukariota mempunyai3 RNA polymerase: I, II dan III. Ketiganyamempunyai struktur yang mirip tetapi

    mentranskripsikan gen yang berbeda. Tipe Idan III mentranskripsikan gen yangmengkode tRNA, rRNA dan bbrp RNA kecillainnya. Tipe II mentranskripsikan sebagianbesar gen, termasuk semua yang mengkodeprotein.

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    24/84

    Berbeda dengan pada bakteri, RNA polymerase tipe II padaeukariota tidak dapat memulai transkripsi in vitrodiperlukan bbrp faktor untuk memulai. Faktor tsb berupaprotein yang disebut sebagai TFII (Transcription Factor

    for polymerase II).Proses pembentukan TF dimulai dengan terikatnya TFIIDpada sekuens DNA kecil yang banyak mengandungnukleotida T dan Adikenal sebagai TATA box. BiasanyaTATA box berlokasi 25 nukleotida dihulu dari mulainya

    transkripsi. Walau TATA box bukan satu2nya tanda,tetapi tanda yang terpenting.

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    25/84

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    26/84

  • 7/26/2019 Pembentukan Protein

    27/84

    Ter