Translasi Gen (Biomolekuler 2)FK URKIDAOleh : Anna Maria D. SSi,MBiomed.Biomolekuler FK UKRIDA

Sasaran BelajarMahasiswa diharapkan mampu menjelaskan proses sintesis Protein (ekspresi gen)

Mahasiswa mampu menjelaskan pentingnya ekspresi gen bagi kehidupan

Biomolekuler FK UKRIDA

Dogma Sentral Biomolekuler FK UKRIDA

Translasi : Sintesis ProteinTranslasi suatu gen meliputi 3 tahap: Inisiasi, Perpanjangan (elongasi) dan Terminasi.Sintesis protein terjadi pada ribosom yang dituntun oleh mRNA / kodon mRNA dibaca secara berurutan pada arah 5 3Biomolekuler FK UKRIDA

Bagian pada mRNA yang memberi kode untuk jenis asam amino dinyatakan sebagai urutan 3 basa nukleotida per asam amino disebut kode genetik.Pada mRNA terdapat 4 macam nukleotida: A, G, C, U menghasilkan 43 = 64 kemungkinan kombinasi dari 3 nukleotida.Nirenberg & Khorana: menetapkan 64 kodon :3 kodon: UGA, UAG, UAA sebagai kodon stop / non sense2 asam amino masing-masing mempunyai 1 kodon : Metionin (AUG) & Triptofan (UGG)Asam amino yg lain mempunyai kodon lebih dari satu.Biomolekuler FK UKRIDA

Biomolekuler FK UKRIDA

tRNA berperan sebagai Adapter, yang mengandung antikodon yang dapat berin-teraksi secara komplementer dengan kodon pada mRNA.Pada eukariot, antikodon posisi 3 pada tRNA sering terdapat nukleotida yang mengalami modifikasi yaitu inosin (I) yang dapat berpasangan dengan U, C, atau A.Biomolekuler FK UKRIDA

Pembentukan Aminoasil-tRNAtRNA yang mengikat asam amino secara kovalen pada ujung 3 disebut aminoasil-tRNA(mis. Alanil-tRNA(Ala)).tRNA ttt hanya mengenal kodon AUG yang untuk inisiasi disebut Met-tRNAI(Met). (tRNA ini tidak mengenal AUG yang untuk menempatkan Met dalam rantai polipeptida).Biomolekuler FK UKRIDA

Pembentukan aminoasil-tRNA dikatalisis oleh aminoasil-tRNA sintetase yang sangat spesifik; ada 20 macam enzim ini yang masing-masing untuk 1 asam amino.1.Asam amino diaktifkan dengan memerlukan ATP E-aminoasil-AMP menghasilkan PPi yang oleh pirofosfatase 2 Pi + energi yang mendorong tahap 2.2.Asam amino aktif diikatkan pada ujung 3 tRNA (CCA), dan AMP dilepaskan.Reaksi terdiri dari 2 tahap :Biomolekuler FK UKRIDA

Biomolekuler FK UKRIDA

Biomolekuler FK UKRIDA

TAHAP INISIASIeIF-2aeIF-2beIF-3eIF-1eIF-1aeIF-5eIF-4feIF-4beIF-4aeIF-5beIF-3eIF-5eIF-1aeIF-1eIF-2aGTP40S

TAHAP ELONGASIEF-1EF-1EF-2EF-2

EF-1EF-1EF-1EF-2EF-2

EF-1EF-1EF-1EF-1EF-1EF-1EF-1EF-1

TAHAP TERMINASIeRF-GTPeRF-GTPeRF-GDPeRF-GDP

Biomolekuler FK UKRIDA

Biomolekuler FK UKRIDA

Biomolekuler FK UKRIDA

Terminasi / akhir translasi:Tahap perpanjangan berlangsung sampai pada kodon stop terdapat pada A maka faktor penglepas (release factor) akan terikat pada ribosom, mengakibatkan hidrolisis ikatan peptida pada tRNA polipeptida terlepas meninggalkan ribosom & mRNA

Proses Post TranslasiSewaktu rantai polipeptida sedang mengalami perpanjangan di ribosom Rantai dari ujung N berjalan dalam suatu lorong di ribosom yang dapat menampung 30 urutan asam amino.Bila rantai polipeptida sudah panjang (> 30 AA.) ujung N mulai keluar dari lorong dan melipat diri (folding), membentuk struktur tiga dimensi (str. Sekunder, tersier dsb.)Biomolekuler FK UKRIDA

Suatu protein yang disebut chaperonnes terikat pada polipeptida yang sedang disintesis dan berperan pada proses folding.Kemudian metionin pada ujung N dilepas oleh protease.Biomolekuler FK UKRIDA

Biokimia FK UKRIDABiomolekuler (Biokimia) FK UKRIDABiomolekuler FK UKRIDA

PolisomSewaktu ribosom bergerak sepanjang mRNA, sering terjadi ribosom lain terikat pada ujung 5 mRNA yang kosong.Banyak ribosom dapat serentak men-translasi satu mRNA. Dengan setiap ribosom menghasilkan satu rantai polipeptida.Kompleks ini disebut poliribosom/ Polisom.Biomolekuler FK UKRIDA

Inhibitor1. Inhibitor Sintesis DNA & RNAAktinomisin D (Streptomyces antibioticus): merupakan intercalating agent / molekul dapat menempati lengkungan pada double helix DNA DNA tidak dapat bekerja sebagai template untuk replikasi dan transkripsi (tidak dipakai di klinik karena terlalu toksik cancer agent)Rifampycin B (Streptomyces mediterranei): mengikat RNA polimerase bakteri menghambat inisiasi sintesis RNA, ttp tidak menghambat perpanjangan rantai RNA yang sedang dalam proses transkripsi.Biomolekuler FK UKRIDA

Streptolidigin: mengikat RNA polimerase bakteri menghambat perpanjangan RNA.

-Amanitin: menghambat RNA polimerase eukariot (RNA pol.II lebih mudah dihambat daripada RNA pol. III dan RNA pol.I relatif tidak sensitif).2. Inhibitor Sintesis ProteinStreptomisin: mengikat ribosom 30S bakteri menghambat kompleks inisiasi translasi.

Tetrasiklin: mengikat ribosom 30S bakteri menghambat pengikatan aminoasil-tRNA di ABiomolekuler FK UKRIDA

Kloramfenikol: menghambat peptidil trans-ferase (bakteri)

Eritromisin: menghambat translokasi (bakteri)

Puromisin: terikat pada tempat A di ribosom menghambat sintesis protein di prokariot & eukariot (tidak dipakai di klinik).Biomolekuler FK UKRIDA

07/01/14AS Biology. Gnetic control of protein structure and functionBeberapa contoh kasus genetik :

1. Albino : tubuh tidak mampu membentuk enzim yang diperlukan untuk merubah aa tirosin 3,4 dihidroksiphenilalanin pigmen melaninPembentukan enzim tersebut ditentukan oleh gen dominan A, sehingga orang normal mempunyai genotip AA atau Aa dan albino aa

2. Thalassemia : kelainan genetik karena berkurangnya atau tidak sama sekali sintesa rantai globin, sehingga mempunyai kemampuan sedikit untuk mengikat oksigen (penyakit resesif autosomal)

AS Biology. Gnetic control of protein structure and function

07/01/14AS Biology. Gnetic control of protein structure and functionHemofilia : merupakan ggn koagulasi herediter (darah sukar membeku) disebabkan oleh mutasi gen faktor VIII dan faktor IX, keduanya terletak pada kromosom X (resesif terkait X) tidak adanya protein yang diperlukan untuk penggumpalan darah, atau kalaupun ada kadarnya rendah sekaliKedua faktor tersebut merupakan faktor untuk pemecah trombosit trombokinase pada proses pembekuan darahPenderita homozigot resesif XbXbPenderita carier XbXh : pembekuan darah nya normalPenderita laki-laki : XbY

Buta warna :penderita tidak dapat membedakan warna hijau dan merah atau semua warna dikarenakan tidak mempunyai fotoreseptor yang dapat mendeteksi cahaya pada panjang gelombang ttt.Merupakan penyakit genetik yang disebabkan oleh gen resesif c (colour blind) yg terdpt pada kromosom X

AS Biology. Gnetic control of protein structure and function

07/01/14AS Biology. Gnetic control of protein structure and function5. Anemia Sel Sabit : disebabkan oleh mutasi pada gen penyandi hemoglobin terjadi subsstitusi suatu aa tunggal dalam protein Hb. Perubahan protein tsb membuat bentuk SDM menjadi spt sabit, menyebabkan aliran darah tidak normal dan penyumbatan pembuluh darah anemia

Phenylketonuria : penyakit yg disebabkan kelainan metabolisme aa phe penderita tidak mampu merubah phe menjadi aa tirosin, melanin, dan sintesis proteinphe tirosin (enzim phe-hidroksilase)Gejala : aa phe tertimbun dalam darah dan banyak terbuang dalam urin, sebagian phe di ubah menjadi fenil piruvat bau tubuh apek.phe yg tinggi dapat merusak otak bayi (autosomal resesif)

AS Biology. Gnetic control of protein structure and function

07/01/14AS Biology. Gnetic control of protein structure and function7. Familial Hyperkolesterolemenia : perubahan gen untuk memetabolisme lemak dalam darah, sehingga menumpuk di arteri (bersifat dominan)

8. Hipotiroid : tubuh tidak mampu menghasilkan cukup hormon tiroksin tubuh sering lelah dan penurunan berat badan.

Diabetes melitus : tidak adanya hormon insulin atau kurang optimalnya kerja h.insulin

AS Biology. Gnetic control of protein structure and function

Biomolekuler FK UKRIDA

******************************