BIOSINTESIS PROTEIN
POKOK PEMBAHASAN
protein Pengertian Pengertian biosintesis Protein Protein & asam amino amino Asam Asam nuklea nukleatt (RNA (RNA & DNA) DNA) Biosinte Biosinteis is protein protein Gangguan Gangguan kesehatan kesehatan terkait terkait biosintesis
BIOSINTESIS
Biosintesis (juga disebut biogenesis) adalah katalis enzimpros proses es dala dalam m sel sel hidu hidup p orga organi nism smee dima dimana na subs substr trat at akan akan dik dikonv onversi ersi ke prod produk uk yan yang lebi lebih h komp komple lek ks. Bios Biosin inte tesi siss mema me main inka kann pera perann utam utamaa dala dalam m semu semuaa sel. sel. Persya Pers yara rata tann untu untuk k bios biosin inte tesi siss adal adalah ah prek prekur urso sorr seny senyaw awa, a, ener energi gi kimi kimiaa (sep (seper erti ti dala dalam m be bent ntuk uk ATP) ATP),, dan dan kata katali liti tik k enzi enzim. m. Seba Sebagi gian an be besa sarr seny senyaw awaa orga organi nik k pada pada orga organi nism smee hidu hidup p dibang dibangun un melalu melaluii jalur jalur biosin biosintes tesis. is. Bios Biosin inte teti tiss dapa dapatt diar diarti tika kann seba sebaga gaii ur urut utan an atau atau pros proses es yang yang di dala dalamn mnya ya terd terdir irii atas atas taha tahapp-ta taha hap p pemb pemben entu tukk kkan an dari dari seny senyaw awaa yang yang sede sederh rhan anaa me menj njad adii seny senyaw awaa komp komple leks ks..
PROTEIN & ASAM AMINO Dal Dalam Kamu Kamuss Gizi Gizi me meny nyeb ebuutka tkan bahw bahwaa protein merupakan komponen dasar dan utama makanan yang diperlukan oleh semua makhluk hidu hidup p seba sebaga gaii bagi bagian an dari dari dagi daging ng,, jari jaring ngan an kulit, otot, otak, sel darah merah, rambut dan orga organn tubu tubuh h lai lainnya nnya yan yang dibang banguun dari protein. Pada manu manusi siaa dewa dewasa sa sehat ehat,, per pergant gantiian (turnover) protein normal sebesar 1 ² 2% dari protein tubuh total per hari. Pergantian protein berasal dari pemecahan terutama protein otot menja menjadi di asam asam amin aminoo dari dari asam asam amin aminoo yang yang sesuai. Walaupun demikian, sekitar 75 ² 80% dari dari asam asam amin aminoo yang yang dile dilepa pask skan an dipa dipaka kaii kembal kembalii untuk untuk sintesi sintesiss prote protein in baru, baru, sisany sisanyaa akan dimetabolisme menjadi sisa nitrogen dan glukos glukosa, a, keton, keton, dan atau atau karbon karbondio dioksi ksida. da.
Asam Asam amino amino adala adalah h asam asam karbok karboksil silat at yang yang mem mempu punya nyaii gu gugus gus amina. amina. Asam Asam amino amino yang yang terda terdapat pat sebaga sebagaii kompon komponen en protein mempunyai gugus ²NH2 dan ² COOH. Protein dalam strukturnya mengandung N (15,30-18%), C (52, (52,40 40%) %),, H (6,90 6,90-7 -7,3 ,30% 0%),), O (21(2123,50%), S (0,8-2%), disamping C, H, O, dan S kadang-kadang P, Fe dan Cu (seb (sebag agai ai senya senyawa wa komp komplek lekss deng dengan an protein).
PROTEIN & ASAM AMINO
PROTEIN & ASAM AMINO Manusia membutuhkan banyak protein untuk menggantikan protein endo endoge gen. n. Kele Kelebi biha hann asam asam amin aminoo tida tidak k dapa dapatt disi disimp mpan an dan dan oleh oleh kare karena na itu itu me meng ngal alam amii kata katabo boli lism sme. e. Rant Rantai ai karb karbon on asam asam amin aminoo mengalami proses katabolisme yang diubah menjadi CO2, H2O dan ener energi gi (A (ATP) TP) me mela lalu luii sikl siklus us asam asam sitr sitrat at dan dan rant rantai ai pern pernaf afas asan an.. Setiap asam amino didegradasi menjadi piruvat atau zat siklus asam sitrat lainnya dan dapat menjadi prekrusor sintesis glukosa di hepar yang disebut glikogenik atau glukoneogenik. Untuk beberapa asam amin aminoo sepe sepert rtii tiro tirosi sinn dan dan fenil fenilal alan anin in,, hanya hanya sebag sebagia iann dari dari rant rantai ai karbonnya yang digunakan untuk mensintesis glukosa karena sisa rant rantai ai karb karbon on diub diubah ah me menj njad adii aset asetil il KoA KoA yang yang tida tidak k dapa dapatt digu diguna naka kann untuk untuk sintes sintesis is glukos glukosaa (Komariah, 2009)
PENGELOMPOKAN ASAM AMINO
Sumber : Komariah, Komariah, 2009
PENGELOMPOKAN ASAM AMINO
Kodo Kodonn adal adalah ah tiga tiga uru uruta tann basa basa nukle nukleot otid idaa yang yang spes spesif ifik ik me meng ngko kode de asam asam amino amino terten tertentu, tu,.. Untuk Untuk satu satu asam asam amin aminoo dikod dikodee oleh oleh satu satu atau atau lebih lebih kodon. kodon. Kodon Kodon inisia inisiasi si yaitu yaitu AUG --> --> Me Metio tioni ninn Kodon Kodon termi terminas nasii yaitu yaitu UAA, UAA, UAG, UAG, dan UGA UGA
Asam As am nu nukl klea eat t (R (RN NA & DNA) DNA)
Asam nukle nukleat at merupaka merupakan n salah salah satu satu makromo makromolek lekul ul yang memeg memegang ang pera pe rana nan n sa sang nga at pe pen nting ting da dala lam m kehi kehidu dupa pan n orga organi nism smee kare karena na di dalamnya tersimpan informasi genetik. Molekul protein terdiri atas beberapa ratus molekul asam amino yang berikatan satu sama lain melalui ikatan peptide serta mengikuti suatu urutan tertentu. Biosintesis protein terjadi dalam sel merupakan reaksi kimi kimia a yang kom komplek plekss da dan n me meli liba batk tka an bebe bebera rapa pa se seny nya awa pe pent ntin ing g, terutama DNA dan RNA (Poendjadi, 2007). Asam nukle nukleat at sering sering dinama dinamakan kan juga juga polinu polinukle kleoti otida da karena karena tersus tersusun un dari sejumla umlah h molek lekul nukleot leotiida sebag bagai monom onomeerny rnya. Tia Tiap nukleo ukleotid tida a me memp mpuny unyai ai struk struktur tur yang ang terdi terdiri ri atas atas gugu guguss fos fosfa fat, t, gula gula pentosa, dan basa nitrogen atau basa nukleotida (basa N) Ada dua Ada dua maca macam m as asam am nuklea ukleat, t, yaitu aitu as asam am de deoks oksir iribo ibonu nukle kleat at atau atau deoxyribonucleic acid (DNA) dan asam ribonukleat atau ribonucleic acid (RNA).
Asam As am nu nukl klea eat t (R (RN NA & DNA) DNA)
Asam As am nu nukl klea eat t (R (RN NA & DNA) DNA)
Asam Nu Nukle kleat/RN at/RNA A
Kompo Ko mpone nen n Pen enyu yusun sun Pr Pro ote tein in (A (Asam sam Nu Nukl kleat eat/RN /RNA) A) Terdapat empat kelompok utama dalam RNA (Purwati dkk,2009)
mess esseng enger RNA (mR (mRNA) berfungsi seba ebagai pemb embawa pesan yang menyampaikan informasi dalam sebuah gen kepada mesin pembuat protein. Hanya sekitar 5 % RNAm dari seluruh total RNA di dalam sel.
tra trans nsfe ferr RNA (tR (tRNA) berfu rfung ngsi si mener enerjjema emahka hkan kode genet enetik ik menghubungkan antara antara asam nukleat dengan asam amino dan protein. protein.
dan dan
riboso ribosomal mal RNA RNA (rRN (rRNA) berfun berfungsi gsi sebagai sebagai mesin mesin bagi sintes sintesis is protei protein n dari dari cetakan mRNA, merupakan 80% dari seluruh total RNA.
RNA nucleus yang kecil (snRNA) turut terlibat dalam pemrosesan mRNA dan regulasi regulasi gen. Mayorita Mayoritass molekul molekul ini terdapat terdapat sebagai sebagai ribonukl ribonukleopro eoprotein tein dan tersebar dalam nucleus, sitoplasma ataupun keduanya. keduanya.
Dogma Genetika
Bersifat universal Urutan genetika dalam sandi genetika, menentukan urutan nukleotida shg dpt diterjemahkan menjadi urutan asam amino dlm protein Urutan nukleotida dlm mRNA dibaca dgn gugus 3 (kodon) Kemampuan sandi genetika pada mRNA utk mhslkan gabungan tRNA ² Asam amino dengan ribosom ditentukan oleh adanya urutan nukleoti eotid da pada tRN tRNA yg bers ersifa ifat sbg psgan sandi genetika. Pasangan ini disebut Antikodon
Syar Sy arat at sin sinte tesis sis Pr Prot otei ein n
Biosint Bio sintesi esis s Pr Prot otein ein Tahap Sintesis Asam Nukleat Membent Membentuk uk Protein Protein (Poendjadi, (Poendjadi,2007) 2007)
Transkrip Transkripsi si merupakan merupakan pemben pembentukan tukan molekul molekul RNA RNA sesu sesuai ai pera perann yang yang dbe dberika rikann oleh oleh DNA. DNA. Pada Pada taha tahap p ini ini info inform rmas asii ge gene neti ticc dibe diberi rika kann kepada molekul RNA yang terbentuk sebagai perantara perantara dalam sintesis sintesis protein. protein.
Trans Translas lasii yaitu yaitu mo molek lekul ul RNA RNA me mene nerje rjemah mahkan kan informasi genetic ke dalam proses pembentukan protein. Pada Pada tahap ini asam-asam amino secara secara berurutan diikat satu dengan yang lain, sesuai peran peran yang yang diberi diberikan kan DNA. DNA
RNA
Protein
Biosint Bio sintesi esis s Pr Prot otein ein Proses Pro ses dal dalam am bio biosin sintes tesis is protein
REPLIKASI Pengg Pen ggand andaan aan mat materi eri gen geneti etik k
TRANSKRIPSI Penyalinan
TRANSLASI Ekspre Eks presi si gen
TAHAP-TAHAP BIOSINTESIS PROTEIN
1. Tran Transskri kripsi psi Pemi mind ndah ahan anin info form rmas asii dari dari DNA DNA ke mRNA mRNA Pe
rRNA merupakan organel yang tersusun atas subunit besar dan subunit kecil. Ribosom terdapat di sitoplasma sebagai ribosom beb bebas as atau atau teri terika katt pada pada Reti Retiku kulu lum m endo endopl plas asma ma..
Tah ahapa apan n Bi Biosi osint ntes esis is Pr Pro ote tein in Ada 5 tahapan biosintesa protein: 1. Aktivasi asam amino (Pembentukan aminoasil tRNA) Pros Proses es ini ini adal adalah ah pros proses es pema pemasa sang ngan an asam asam am amin ino o deng dengan an tRNA yan yang tepat epat oleh oleh am amin inoa oasi sill sint sintas ase. e. Pros roses ini ini juga juga melibatkan ATP, dimana asam amino dengan ATP membentuk asam amino adenilat sebelum berikatan dengan tRNA (serangan nukleofilik OH dari basa tRNA ke C karbonil dari dari asam asam am amin ino) o) Maka Maka terb terbent entuk ukla lah h am amin inoa oasi sill tRNA tRNA yang yang siap berpasangan dengan kodon mRNA. 2. Inisiasi Ribosom berikatan dengan mRNA dan ketika ketemu dengan kodon kodon AUG, AUG, ma maka ka riboso ribosom m bersia bersiapp-sia siap p mengat mengatur ur posisi posisinya nya sedem edemiikian kian rupa rupa sehin ehingg gga a posi posisi si kodo kodon n AUG bera erada di P (peptidil) site dari Ribosom, kemudian Faktor Inisiasi 1 dan 3 juga berikatan, maka terbentuklah kompleks Ribosom-tRNA.
Tah ahapa apan n Bi Biosi osint ntes esis is Pr Pro ote tein in 3. Elongation (Terbentuk (Terbentuk Ikatan Peptide) Ada tiga tahapan: Pengikatan Pengikatan aminoasil aminoasil tRNA tRNA yang masul masul ke Ribosom Ribosom di A site Pembentukan ikatan peptida antara asam amino di P site dengan di A site, sehingga tRNA menjadi tidak berikatan dengan asam amino (deasilated tRNA) Translokasi: Ribosom bergerak maju satu kodon ke depan (dari arah 5' ke 3') sehingga tRNA yang tadinya di P site akan bergeser ke E site, yang di A site bergeser ke P site. Selanjutnya deasilated tRNA yang di E site dilepaskan, kemudian asam amino di P site berikatan dengan asam amin amino o di A site site,, dan dan ribo riboso som m ber bergese geserr lagi. agi. Demi Demiki kian an seterusnya hingga terbentuk polipeptida.
Tah ahapa apan n Bi Biosi osint ntes esis is Pr Pro ote tein in 4.
Terminasi Sete etelah berj erjalan lan elong longa asi akhirny irnya a Ribosom ketem etemu u denga dengan n kodo kodon n term termin inas asii (UAA (UAA,, UAG, UAG, atau atau UGA). UGA). Kar Karena tida tidak k ada ada sat satupun upun tRNA RNA yang yang memil emilik ikii anti antik kodon odon yang yang cocok dengan kodon terminasi, maka pada A site masuk asukla lah h Relea eleas se Fact Factor or.. Mas Masukny uknya a Relea eleas se Fakt Faktor or meny menyeb ebab abka kan n terj terjad adii hidr hidrol olis isis is sehin ehingg gga a ikat ikatan an asam asam amino dengan tRNA putus dan lepaslah polipeptida yang sudah terbentuk kemudian lepaslah tRNA.
5. Folding dan Posttranslational/ Pelipatan dan pengolahan Poli Polipe pept ptid ida a yang yang terb terben entu tuk k kemud kemudia ian n diak diaktiv tivas asii deng dengan an membuang asam amino yang tidak penting, penambahan gugus gugus fungs fungsion ional, al, gugus gugus pros prostet tetik, ik, sehing sehingga ga memben membentuk tuk protein yang aktif sesuai fungsinya.
Terdapat aktifitas yang berlangsung terus-menerus dalam sel-sel tubuh kita. Protein yang terkandung dalam makanan yang kita makan dihan-curkan, dan kemudian pecahan-pecahannya (asam amino) amino) disus disusun un kemba kembali li menja menjadi di prot protein ein baru baru berd berdas asar arka kan n kode kode pada DNA. Begitulah, prot rotein ein baru yang dibutuhkan oleh tubuh kita telah terbentuk. Proses Proses ini, ini, yang yang dise disebut but sintes sintesis is prot protei ein, n, seben ebenar arny nya a jauh jauh lebih ebih rumit daripada gambar yang dis diseder ederha hana naka kan n ini. ini. Tida Tidak k ada satu laboratorium pun yang memili memiliki ki kemam kemampua puan n setara setaraff sel dalam hal pembuatan protein
Gangguan Gangg uan Keseh Kesehatan/ atan/Stat Status us Gizi Ter erkait kait Biosi Biosintesi ntesis s Pro Protein tein
Kela elainan inan
dala dalam m kons konsen entr tras asii asam sam am amin ino o pla plasm sma a dapa dapatt terja terjadi di pa pada da gaga gagall ginj ginjal al.. Pada ada pa pasi sien en-p -pas asie ien n ini ini terja terjadi di penurunan rasio asam amino esensial terhadap non esensial seperti pola pada keadaan malnutrisi. Peningkatan jumlah sekresi ammonia yang tidak di ekresikan juga dapat berdampak terhadap status kesehatan. Amonia dibentuk pada pemecahan asam amino dan asam nukleat oleh sel. Selain itu ammonia juga dihasilkan oleh bakteri usus. Amonia bersifat toksik terhadap system saraf pusat
TERIMAKASIH««
