SINTESIS PROTEIN

SINTESIS PROTEIN: 

SINTESIS PROTEIN

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.

Slide 4: 

2. 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 . 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 6: 

• DNA berada di inti sel ( nukleus ) dan tidak dijumpai di sitoplasma . • Protein yang berperan dalam metabolisme ada di sitoplasma dan tidak ada di inti . Perlu adanya penghubung antara DNA dengan Protein, yaitu molekul yang dijumpai di intimaupun di sitoplasma .

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 ). 2. tRNA ( transfer RNA ). 3. 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 ). 2. enzim RNA polymerase. 3. 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 . 2. DNA terdiri dari dua sulur / utas polinukleotida yang bersifat antiparalel . Antar sulur / utas nukleotida berikatan pada basa N: Ikatan H. 3. Agar dapat diwariskan dari satu generasi ke generasi , DNA harus melakukan replikasiatau penggandaan DNA. 4. Gen merupakan fragmen DNA yang menyandikan protein/ enzim . Ekspresi genmeliputi proses transkripsi dan translasi . 5. 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 .