SINTESIS PROTEIN
Sintesis Protein 1. Aspek sintesis protein 2. Mekanisme sintesis protein (prokariot) 3. Mekanisme Sintesis Protein (Eukkariot)
1. Aspek-Aspek Sintesis protein Interaksi Codon-anticodon Wobble Ribosome binding site Polysomes Initiators tRNA
Interaksi Codonanticodon
Dalam ribosom, bentuk 3 pasang basa anti-parallel terjadi antara codon mRNA dan anticodon tRNA.
Molekul tRNA berinteraksi dg lebih dari satu codon
Wobble
Untuk menerangkan kelebihan kode genetik, 18 asam amino dikode oleh lebih dari satu kodon triplet yg berbeda pada 5’-basa anticodon
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.
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 Wastoncrick base paring
Ribosome binding site (Shine-Dalgarno sequence) Melulu utk translasi prokaryotic Sekuens kaya-purin biasanya mengandung 5'-AGGAGGU-3' Upstream dari kodon inisiasi dalam mRNA prokaryotic Ke posisi ribosome utk inisiasi sintesis protein
Shine-Delgarno element
Polisom Setiap 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 tRNA Metionin merupakan asam amino pertama yg dirangkai di dalam rantai protein baik pada prokariot maupun eukariot ( dimodifikasi Nformylmethionine) 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. coli 1. Baik initiator tRNA and noninitiator tRNAmet dimuati dg Met oleh enzim yg sama methionyl-tRNA synthetase utk menghasilkan methionyl-tRNA 2. Hanya 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
Inisiasi Dalam 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 30S Kompleks IF2 dg GTP terus terikat ke subunit kecil itu, membentuk kompleks RBS.
30S initiation complex
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
Ribosom yg terakit memp dua tRNAbinding 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: EFTu, EF-Ts, EF-G, dg bantuan GTP, tRNA yg termuati dan kompleks inisiasi 70S.
Tiga Langkah pemanjangan 1. 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 aminoacyltRNA 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.
P-site E-site
A-site
Translokasi dalam E. coli
Terminasi Faktor 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 RF3
Factor pelepasan membuat peptidyl transferase mentransfer polypeptide ke air, dan sehingga protein dilepaskan
Faktor pelepasan dan EF-G: memindahkan uncharged tRNA dan melepaskan mRNA,.
3. Mekanisme Sintesis Protein dalam eukariot Paling banyak perbedaan mekanismenya antara prokariot dan eukariot terjadi dalam tahap inisiasi. Lebih banyak jumlah eIFs dan scanning process dalam eukariot Initiator tRNA pada eukariot tidak terformilasi
prokaryotic Initiation factor IF1 IF3 IF2
Elongation factor EF-Tu EF-Ts EF-g
eukaryotic function eIF3 eIF4c eIF6 eIF4B eIF4F eIF2B eIF2 eIF5
Bind to ribosome submits Bind to mRNA Initiator tRNA delivery Displacement of other factors
eEF1α eEF1βγ eEF2
Aminoacyl tRNA delivery Recycling of EF-Tu or eEF1α Translocation
Termination factors RF1, RF2, RF3 eRF
Polypeptides Chain release
Scanning =Membaca sepintas Kompleks subunit ribosom 40s terikat ke daerah 5’cap 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 eIF4c
Binding to the mRNA
eIF4B eIF4F eIF4A eIF4E
Involved in initiation tRNA delivery
eIF2 eIF2B
Displace other factors eIF5
Initiator eIF3+4C+ tRNA+eIF2+GTP 40S
Ternary complex
+
43S ribosome complex
43S preinitiation complex ATP
ADP+Pi
+mRNA+eIF4F +eIF4B 48S preinitiation complex
Scanning
Banyak 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 eEF1α eEF1βγ 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.
