MAKALAH
BIOSINTESIS PROTEIN
Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas Mata Kuliah Biokimia pada Program D3 Kebidanan STIKes Bina Putera Banjar
Oleh : ANI AFIANTI EKA WAHYUNI INTAN RAHMAWATI IRAWATI MAYANG PITALOKA
SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN BINA PUTERA BANJAR
PROGRAM STUDI D3 KEBIDANAN TAHUN 2012
2
KATA PENGANTAR
Alhamdulilah puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, karena atas berkat rahmat dan petunjuknya penulis dapat menyelesaikan Makalah biokimia dengan dengan judul judul “Biosint “Biosintesis esis Protein Protein”” dapat dapat selesai selesai tepat tepat pada pada waktu waktu yang yang telah telah ditentukan. Penulis Penulis menguc mengucapk apkan an terima terima kasih kasih yang sebanya sebanyak-b k-bany anyakn aknya ya kepada kepada dosen mata kuliah Biokimia serta para sahabat yang telah membantu penulis selama penulisan penulisan Makalah Makalah ini. Di samping itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu membantu dalam pembuatan pembuatan Makalah Makalah ini, penulis juga mengharapkan mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun membangun untuk kesempurnaan kearah kearah yang yang lebih lebih baik. baik. Harapan Harapan penulis penulis semoga semoga Makalah Makalah ini member memberii manfaat manfaat kepada penulis khususnya dan pembaca umumnya.
Pekanbaru,
Januari 2012
Penulis
i
DAFTAR ISI
......... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ....... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ........ .......... .......... .......... ..... KATA PENGANTAR ......
i
......... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ....... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ........ .......... ......... ......... ......... .... DAFTAR ISI ......
ii
BAB BAB I PENDAH PENDAHUL ULUAN UAN ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ....... ...... ...... .....
1
A.......................................................................................................Latar Belakan Belakang g ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ....... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ......
1
B.......................................................................................................Rum usan usan Masalah Masalah ........ ........... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ....... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ........ ....
2
C.......................................................................................................Tujua n Penulis Penulisan an ........ ........... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ........ .......... .......... ........ ...
2
D........................................................................................................... Manf
aat Penuli Penulisan san ..... ........ ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ........ .......... .......... .......... .......... ....... ..
3
BAB BAB II PEMBAH PEMBAHASA ASAN N ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ......... .......... .......... .......... .......
4
A........................................................................................................... Protei
n ...... ......... ...... ...... ....... ....... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ........ .......... ....... ..
4
B.......................................................................................................Peng ertian ertian Biosinte Biosintesis sis ........ ........... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ....... ....... ...... ........ .......... .......
5
C.......................................................................................................Biosi ntesis ntesis Protein Protein ...... .......... ....... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ........ .......... ........ ...
6
D........................................................................................................... Taha
p Utama Utama Sintesis Sintesis Protein Protein ........... ................. ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ......
ii
8
E.......................................................................................................Biosi ntesis Protein ............. ................... ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ ............ .................... ................ .. BAB III KESIMPULAN ................................................................................... 22 DAFTAR PUSTAKA
iii
13
BAB I PENDAHULUAN
A. Lata Latarr Bela Belaka kang ng
Protein Merupakan Senyawa Organik Kompleks Yang Memiliki Memiliki Bobot Moleku Molekull Yang Yang Sangat Sangat Tingg Tinggii Yang Yang Terdiri Terdiri Dari Dari Monom Monomer-M er-Mono onomer mer Asam Asam Amino Yang Saling Berhuungan Satu Sama Lain. Protein memiliki peranan penting dalam kehidupan kehidupan manusia dan juga mahkluk mahkluk hidup yang lain karena protein merupakan merupakan unsur utama dalam tubuh mahkluk mahkluk hidup. hidup. Pada sebagian sebagian besar jaringan jaringan tubuh, tubuh, protein merupakan komponen komponen terbesar kedua setelah air. Diperkirakan 50% berat kering sel dalam jaringan hati dan daging terdiri dari protein. Sedang Sedangkan kan dalam tenunan tenunan daging daging segar segar sekitar 20%. Protein Protein ditemukan ditemukan dalam berbagai jenis bahan makanan, mulai dari kacang-kacangan, biji-bijian, daging unggas, unggas, seafood, seafood, daging ternak, sampai produk susu. Buah dan sayuran member memberikan ikan sedikit sedikit protein protein.. Pemiliha Pemilihan n sumber sumber protein protein ini harus harus bijaksan bijaksana, a, karena banyak makanan yang tinggi protein juga tinggi lemak dan kolesterol. Fungsi dari protein itu sendiri secara garis besar dapat dibagi ke dalam dua kelompok besar, yaitu sebagai bahan struktural dan sebagai mesin yang bekerja pada tingkat tingkat moleku molekular lar Kebanya Kebanyakan kan protein protein merupa merupakan kan enzim atau atau subu subuni nitt enzi enzim. m. ). Jeni Jeniss protein lain berperan berperan dalam fungsi struktural struktural atau mekanis, mekanis, seperti misalnya misalnya protein yang membentuk membentuk batang dan sendi sitoskeleton. sitoskeleton. Protein terlibat dalam
1
sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara.
B. Rumu Rumusa san n Mas Masal alah ah
Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat diambil rumusan masalah sebagai berikut : 1) Apa yang yang dimak dimaksud sud dengan dengan protein protein?? 2) Apa yang yang dimak dimaksud sud deng dengan an biosin biosintesi tesis? s? 3) Apa yang yang dimak dimaksud sud denga dengan n biosinte biosintesis sis protein? protein? 4) Jelaskan Jelaskan tahap tahapan-t an-tahap ahapan an biosint biosintesis esis protein protein??
C. Tu Tuju juan an Pen Penul ulis isan an 1. Tujuan Um Umum
Adapu Adapun n tujua tujuan n umum umum penu penulis lis dala dalam m maka makala lah h ini ini adal adalah ah untuk untuk mengetahui lebih jelas tentang Biosintesis Protein. 2. Tu Tuju jua an Kh Khusu usus
a. Untuk Untuk meng mengeta etahui hui tentan tentang g penge pengertia rtian n protein protein?? b. Untuk mengetahui mengetahui tentang tentang pengertia pengertian n biosintesis? biosintesis? c. Untuk Untuk menge mengetahu tahuii tentang tentang pengerti pengertian an biosinte biosintesis sis protein? protein? d. Untuk mengetahui mengetahui tentang tahapan-tahapan tahapan-tahapan biosintesis biosintesis protein? protein?
2
D. Manfaat Penulisan
Adap Adapun un manfaa manfaatt dari dari maka makala lah h ini adala adalah h untu untuk k menin meningk gkatk atkan an dan dan memperl memperluas uas penget pengetahua ahuan n penulis penulis khususn khususnya, ya, dan umumn umumnya ya untuk untuk semua semua mahasisw mahasiswaa Jurusan Jurusan Kebida Kebidanan nan STIKe STIKess Bina Bina Putera Putera Banjar Banjar tentang tentang bakteri bakteri biosintesis biosintesis protein. protein.
3
BAB II PEMBAHASAN
A. Protein
Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama") utama") adalah adalah senyaw senyawaa organik organik kompl kompleks eks berbob berbobot ot moleku molekull tinggi tinggi yang merupakanpolimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama sama lain lain deng dengan an ikata ikatan n pept peptida ida.. Molek Molekul ul prot protein ein meng mengand andun ung g karb karbon on,, hidrogen, oksigen,nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur struktur dan dan fungsi fungsi semua sel makhluk makhluk hidup hidup dan dan virus. virus. Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekeba kekebalan lan (imun) (imun) sebagai sebagai antibo antibodi, di, sistem sistem kendali kendali dalam dalam bentuk bentuk hormo hormon, n, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagiorganisme bagiorganisme yang yang tidak tidak mampu mampu membentu membentuk k asam amino tersebut tersebut (heterotr (heterotrof). of). Prot Protei ein n meru merupa paka kan n sala salah h satu satu dari dari biom biomol olek ekul ul raks raksas asa, a, sela selain in polisakarida, polisakarida, lipid, dan polinukleotid polinukleotida, a, yang merupakan merupakan penyusun penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. biokimia. Protein Protein ditemukan ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius Berzelius pada tahun tahun 1838. 1838.
4
Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagitranslasi bagitranslasi yang dilakukan dilakukan ribosom. ribosom. Sampai Sampai tahap ini, protein masih "mentah", hanya tersusun dari asam amino proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi, pascatranslasi, terbentuklah terbentuklah protein yang memiliki memiliki fungsi penuh penuh secara biologi. biologi.
B. Pengertian Biosintesis
Bios Biosint intesi esiss prote protein in merup merupak akan an poli polime merr yang yang
berfu berfung ngsi si seba sebaga gaii
penyusun penyusun protoplasma dan struktur tubuh lainnya. Protein dapat berupa enzim atau hormon, antara alin sebagai penyusun pigmen pada tumbuhan. Penyusun hemoglobin dalam darah manusia dan hewan. Serta penyusunan serum dalam plasma. Jenis Jenis dan rangkain rangkain yang menyususn menyususn protein protein berbeda berbeda antara antara protein protein yang satu dengan protei yang lainnya. Mekanisme sisntesis protein terjadi melalui dua tahap tahap utama utama yaitu yaitu transkr transkripsi ipsi dan translas translasi. i. Sintesis Sintesis protein protein merupa merupakan kan proses yang sangat kompleks. kompleks. Informasi Informasi genetik yang dikode dikode pada susunan susunan basa DNA DNA diterjemah diterjemah kedalam kedalam 20 macam asam asam amino. amino. Transk Transkrip rip adalah adalah percetak percetakan an mRNA mRNA oleh oleh DNA. DNA. Sedang Sedangkan kan translas translasii adalah penerjemahan kode oleh tRNA berupa urutan yang dikehendaki. Proses transkripsi terjadi selama proses inisiasi, elogasi, dan terminasi. Enzim Enzim yang berperan berperan dalam dalam ternskrip ternskrip adalah adalah RNA
polimer polimerase. ase. Ada lima
tahapan sintesis protein dan masing –masing memerlukan jumlah komponen.
C. Biosin Biosintes tesis is Protei Protein n
5
Biosintesis protein yang terjadi dalam sel merupakan reaksi kimia yang komplek komplekss dan melibat melibatkan kan beberap beberapaa senyawa senyawa penting penting,, terutam terutamaa DNA dan RNA. RNA.mo mole leku kuk k DNA DNA meru merupak pakan an ranta rantaii polinu polinukl kleu eutid tidaa yang yang memp mempun unya yaii beberapa beberapa jenis basapurin basapurin dan piramidin, piramidin, dan berbentuk berbentuk heliks ganda. ganda. Deng Dengan an demik demikian ian akan akan terja terjadi di helik helikss gand ganday ayan ang g baru baru dan dan pros proses es terbentunya molekul DNA baru ini disebut replikasi, urutan basa purin dan piramidin piramidin pada molekul molekul DNA menentukan menentukan urutan asam amino dalam pembentukan pembentukan protein. protein. Peran dari DNA itu sendri sebagai pembawa pembawa informasi informasi genetic genetic atau sifat-sifa sifat-sifatt keturu keturunan nan pada pada seseora seseorang ng . dua dua tahap tahap pemben pembentuk tukan an protein: protein: 1)
Tahap ahap per perta tama ma dis diseb ebut ut tra trans nskr krip ipsi si,, yait yaitu u pemb pemben entu tuka kan n mole moleku kull RNA RNA
sesuai pesan yang diberikan oleh DNA. 2)
Tahap ahap ked kedua ua dis diseb ebut ut tra trans nsla lasi si,, yait yaitu u mole moleku kull RNA RNA men mener erje jema mahk hkan an
informasi genetika kedalam proses pembentukan protein. Biosintesis protein terjadi dalam ribososm, yaitu suatu partikel yang terd terdap apat at dala dalam m sito sitopl plas asma ma r RNA RNA bers bersam amaa deng dengan an prot protei ein n meru merupa paka kan n komponen yang membentuk ribosom dalam sel, perananya dalam dalam sintesis protein yang berlangsu berlangsung ng dalam dalam ribosom ribosom belum belum diketahui. diketahui. m RNA diproduksi dalam inti sel dan merupakan RNA yang paling sediki sedikitt juml jumlah ahny nya. a. kode kode gene genetik tikaa yang yang beru berupa pa urut urutan an basa basa pada pada ranta rantaii nukleutida dalam molekul DNA. tiap tiga buah basa yang berurutan disebut kodon, sebagai contoh AUG adalah kodon yang terbentuk dalam dari kombinasi adeninadenin-uras urasil-g il-guan uanin, in, GUG adalah adalah kodon kodon yang yang terbent terbentuk uk dari kombi kombinasi nasi
6
guanin-urasil-g guanin-urasil-guanin. uanin. kodon kodon yang menunjuk menunjuk asam amino yang sama disebut disebut sinonim, misalnya CAU dan CAC adalah sinonim untuk histidin. perbedaan antara antara sinonim sinonim tersebu tersebutt pada pada umumny umumnyaa adalah adalah basa pada pada kedudu kedudukan kanket ketiga iga misalnya GUU,GUA,GUC,GUG GUU,GUA,GUC,GUG.. .. Bagian molekut t RNA yang penting dalam biosintesis protein ialah lengan asam amino yang mempunyai fungsi mengikat molekul asam amino terte tertentu ntu dalam dalam lipat lipatan an anti anti kodo kodon. n. lipata lipatan n anti anti kodo kodon n memp mempun unya yaii fung fungsi si menemukan kodon yang menjadi pasangannya dalam m RNA yang tedapat dalam dalam riboso ribosom. m. pada pada pros prosese ese biosin biosinte tesis sis prote protein, in, tiap tiap mole moleku kuln ln t RNA RNA membawa satu molekul asam amino masuk kedalam ribosom. pembentukkan ikatan asam amino dengan t Rna ini berlangsung dengan bantuan enzim amino asli t RNA sintetase dan ATP melalui dua tahap reaksi: 1.
Asam aminon dengan enzim dan AMP membentuk kompleks
aminosil-AMP-enzim. 2.
Reak Reaksi si anta antara ra komp komple leks ks amin aminoa oasi sill-AM AMPP-en enzi zim m deng dengan an t RNA RNA Proses biosintesis akan berhenti apabila pada m RNA terdapat kodon
UAA, UAA,UA UAG, G,UG UGA. A. kare karena na dala dalam m sel sel norm normal al tida tidak k terd terdap apat at t RNA RNA yang yang mempunyai antikodon komplementer. D. Tahap Utama Sintesis Protein
Tahap 1 : Aktivasi asam amino Tahap ini terjadi di sitosol, bukan pada ribosom. Masing- masing dari 20 asam amino diikat secara kovalen dengan suatu RNA pemindah spesifik dengan memanfaatkan energi ATP. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim pengaktif yang
7
memerlukan memerlukan Mg2+ sebagai kofaktor yang masing- masing spesifik bagi satu asam amino dan bagi tRNA-nya. Tahap 2 : Inisiasi Rantai Polipeptida RNA pembawa pesan yang membawa sandi bagi polipeptida yang akan dibentuk diikat oleh subunit ribosom yang berukuran lebih kecil, diikuti oleh inisiasi asam amino yang diikat oleh tRNA-nya membentuk suatu kompleks inisiasi. inisiasi. tRNA tRNA asam asam amin amino o peng pengin inis isia iasi si ini ini berp berpas asan anga gan n deng dengan an trip triple lett nukleutida spesfik atau kodon pada mRNA yang menyandi permulaan rantai polipeptida. polipeptida. Dalam proses ini memerlukan memerlukan guanosin guanosin trifosfat (GTP), (GTP), dilangsungkan oleh tiga protein sitosol spesifik yang dinamakan faktor dinamakan faktor inisiasi inisiasi.. Inis Inisia iasi si pada pada prok prokar ario ioti tik k meme memerl rluk ukan an : (1) (1) subu subuni nits ts 30S, 30S, yang yang mengandung RNA ribosomal 16S, (2) mRNA penyandi polipeptida yang akan dibentuk (3) N - formilmetionil- tRNAfmet pemula (4) serangkaian tiga protein yang dinamakan faktor inisiasi (IF-1, IF-2, dan IF-3), (5) GTP. Pembentukan kompleks kompleks inisiasi terjadi dalam tiga tahap. Tahap pertama, subunit ribisom 30S mengikat faktor inisiasi 3 (IF-3), yang mencegah bergabungnya subunit 30S dan 50S, 50S, sehing sehingga ga kodon kodon pemula pemula pada pada mRNA mRNA [(5’)AU [(5’)AUG(3 G(3’)] ’)] mengik mengikat at lokasi lokasi khusus pada subunit 30S oleh isyarat pemula khusus pada mRNA yang terletak pasa sisi 5’ kodon AUG. tahap kedua, kompleks kompleks subunit subunit 30S, IF-3 dan mRNA membentuk kompleks yang lebih besar dengan mengikat protein pengawal IF2yan 2yang g telah telah meng mengan andu dung ng GTP GTP terik terikat at dan dan N- formil formilme metio tionol nol-- tRNA tRNAfmet pengawal, pengawal, yang ditempatkan ditempatkan dengan tepat pada kodon pengawal. pengawal. Tahap ketiga, komplek komplekss beruku berukuran ran besar besar bergab bergabung ung dengan dengan subuni subunitt ribosoma ribosomall 50S dan
8
deng dengan an bers bersam amaa aan n deng dengan an itu, itu, mole moleku kull GTP GTP yang yang teri terika katt deng dengan an IF-2 IF-2 dihidrolisis menjadi GDP dan fosfat yang segera dibebaskan. IF-3 dan IF-2 juga terlepas terlepas dari ribosom ribosom.. Sekaran Sekarang g didapat didapatkan kan ribososm ribososm 70S fungsion fungsional, al, yang yang dinamakan kompleks inisiasi yang mengadung mRNA dan N-formilmetionil tRNAfmet pada keseluruhan kompleks 70Sini dijamin oleh dua titik pengenal dan perlekatan. perlekatan. Pada titik pengenalan pengenalan antikodon antikodon triplet pada aminoasil aminoasil –tRNA pemula berpasanga basa secara antiparalel dengan dengan triplet kodon AUG didalam mRNA. mRNA. Titik perlekatan kedua kedua aminoasi-tRNA aminoasi-tRNA pemula ini adalah adalah pada sisi P ribosom. Ribosom mempunyai dua tempat untuk mengikat aminoasil-tRNA , aminoasil-tRNA , tempat aminoasil aminoasil atau tempat A, A, dan tempat peptidil atau tempat P . Masingmasing merupakan rangkaian subunit 50S dan 30S dalam posisi spesifik. Tahap 3 : Pemanjangan Rantai Rantai polipe polipeptid ptidaa diperpan diperpanjang jang oleh oleh pengik pengikata atan n kovale kovalen n unit unit asam amino berturut-turut, masing-masing diangkut menuju ribosom dan diletakkan ke tempatn tempatnya ya secara secara benar benar oleh oleh tRNA tRNA masing masing-mas -masing ing,, yang berpasanga berpasangan n dengan kodonnya pada molekul RNA pembawa pesan. Pemanjangan digiatkan oleh oleh prot protein ein sitoso sitosoll yang yang dina dinama maka kan n fakto faktorr pema pemanja njang ngan. an. Ener Energi gi yang yang diperlu diperlukan kan untuk untuk mengik mengikat at setiap setiap aminoa aminoasil sil t-RNA t-RNA yang yang datang datang dan untuk untuk pergerakan pergerakan ribosom disepanjang disepanjang RNA pembawa pembawa pesan satu kodon kodon diperoleh diperoleh dari dari hidr hidrol olisi isiss dua dua mole moleku kull GTP GTP bagi bagi setia setiap p resid residu u yang yang ditam ditamba bahk hkan an ke polipeptida polipeptida yang sedang sedang tumbuh. tumbuh. Terdapat Terdapat 3 faktor penunjang penunjang yaitu yaitu Tu, Ts, dan dan G.
9
Tahapa Tahapanny nnya, a, pertama pertama,, aminoas aminoasil-tR il-tRNA NA diikat diikat oleh oleh komple kompleks ks faktor faktor penunjang penunjang Tu, yang mengandung mengandung molekul molekul GTP terikat yang kemudian kemudian akan berikatan berikatan dengan dengan kompleks kompleks inisiasi 70S, bersamaam bersamaam dengan dengan itu GTP terhidrolisis dan kompleks Tu-GDP dibebaskan dari ribosom 70S. kompleks Tu-GTP dibentuk kembali dari kompleks Tu-GDP oleh semua faktor Ts dan GTP. Aminoasil-tRNA yang baru terbentuk tersebut akan terikat pada tempat aminoasil atau tempat tempat A. tahap tahap kedua, kedua, ikatan ikatan peptid peptidaa yang baru terbent terbentuk uk diant diantara ara asam asam amino amino yang yang tRNA tRNA-ny -nyaa terle terletak tak pada pada tempa tempatt A dan dan P pada pada ribosom yang terjadi melalui pemindahan gugus asil N-formilmetionion pemula dari tRNA-nya ke gugus amino asam amino yang baru memasuki tempat A, dengan dikatalisis oleh peptidil peptidil transferase transferase.. Terbentuk di peptidil tRNA pada tempa A dan sekarang tRNA fmet pemula yang telah “kosong” terikat pada tempat P. tahap ketiga, ribososm bergerak di sepanjang mRNA menuju ujung 3’-nya melampaui jarak satu kodon. Pergrakan ribosom menggeser dipeptidil tRNA dari tempat A ke tempat P, karena dipeptidil tRNA masih terikat pada kodon kedua mRNA dan menyebabkan pelepasan tRNA semula pada tempat A dan kodon kedua kedua pada tempat P. Pergeseran Pergeseran ytersebut ytersebut dinamakan dinamakan tahap translokasi yang yang memerlu memerlukan kan faktor faktor perpanja perpanjanga ngan n G dan juga juga hidrol hidrolisis isis moleku molekull GTP GTP (seba (sebaga gaii sumb sumber er energ energi) i) lainn lainnya ya secara secara bersa bersama maan an . Peru Peruba bahab hab terse tersebu butt menggerakkan menggerakkan ribososn kekodon berikutnya berikutnya menuju ujung 3’ mRNA. mRNA. Pada setiap penambahan residu asam amino, rantai polipeptida selalu tetap terikat pada tRNA tRNA asam amino terakhir terakhir yang yang masuk. masuk. Tahap 4 : Terminasi dan pembebasan pembebasan
10
Term Termina inasi si polip polipep eptid tidaa didisy didisyara aratk tkan an oleh oleh satu satu dian diantar taraa tiga tiga triple triplett terminasi (UAA, UAG, dan UGA) dimana triplet tersebut tidak menyandi asam amino manapun. manapun. Sekali Sekali ribosom ribosom mencapai mencapai kodon terminasi, terminasi, ada tiga tiga faktor pengakhir pengakhir (terminasi) (terminasi) atau faktor pembebas, pembebas, yaitu protein R 1, R 2, dan S, yang kemudian turut menyebabkan (1) penguraian hidrolitik polipeptida dari ujung tRNA terakhir dan melepaskannya dalam bebtuk bebas, (2) pelepasan tRNA terakhir yang sekarang kosong dari tempat P, dan (3) dissosiasi ribosom 70S menjadi subunit 30S dan 50S nya siap untuk memulai rantai polipeptida yang baru. Tahap 5 : pelipatan dan pengolahan Untuk memperoleh bentuk aktifnya secara biologis, polipeptida harus mengalami pelipatan menjadi konfirmasi tiga dimensi yang benar. Sebelum dan sesudah sesudah pelipat pelipatan, an, polipe polipeptid ptidaa baru dapat dapat mengal mengalami ami pengol pengolahan ahan oleh oleh kerja kerja enzimati enzimatik k untuk untuk melepask melepaskan an asam amino amino penginis penginisiasi, iasi, dan mengik mengikat at gugus gugus fosfat, metil, karboksil atau gugus lain pada residu asam amino tertentu, atau untuk untuk mengik mengikat at gugus gugus oligosak oligosakarid aridaa atau gugus gugus prostet prostetik. ik. Peruba Perubahan han yang yang terjadi tersebut dinamakan modifikasi pasca translasi, dimana pengolahannya bergantung bergantung pada pada proteinnya proteinnya.. Modif odifik ikas asii
term termin inal al
amin amino o
dan dan
term termin inal al
karb karbok oksi sil, l,
semua
polipeptida polipeptida dimulai dimulai dengan dengan residu N-formilmetioni N-formilmetionin n pada prokariotik prokariotik dan metionin pada eukariota. Namun gugus formil, residu metionin pemuka, dan kadang satu atau lebih residu berikutnya dapat dibebaskan oleh kerja spesifik dan oleh karena itu tidak muncul pada protein bentuk akhir. Pada beberapa
11
protein , gugus gugus amino pada residu terminal amino mengalami asetilasi setelah transkripsi, pada protein lain residu terminal karboksil dapat dimodifikasi. Terlepasnya urutan pemberi isyarat , beberapa protein dibuat dengan
urutan ekstra polipeptida, yang terdiri dari 15 sampai 30 residu pada ujung terminal amino, untuk mengarahkan protein sampai tujuan , didalam sel urutan pengisyarat pengisyarat akan akan dibebaskan oleh peptidase spesifik. guguss hidro hidroks ksil il resid residu u serin, serin, Fosfo Fosforila rilasi si Asam Asam Amino Amino Hidro Hidroksi ksi, gugu treonin, dan tirosin beberapa protein mengalami fosforilasi secara enzimatik oleh ATP, menghasilkan residu fosfoserin, fosfotreonin, dan fosfotirosin (gugus fosfat yang berikatan pada polipeptida ini bermuatan negatif). Fosforilasi residu tirosin spesifik beberapa protein ternyata merupakan tahap penting di dalam transformasi sel normal menjadi sel kanker. gugus karboks karboksil il tambah tambahan an dapat dapat ditamba ditambahka hkan n Reaksi Reaksi karboksila karboksilasi si, gugus kepada residu asam Haspartat dan glutamat beberapa protein. Metil etilas asii gugu guguss R , pada pada bebe bebera rapa pa prot protei ein, n, resi residu du lisi lisin n tert terten entu tu
mengalami metilasi enzimatik. Residu monometil dan metilisin terdapat pada beberapa beberapa protein otot dan sitikrom c. pada protein lain, gugs karboksilat karboksilat beberapa beberapa residu glutamat glutamat mengalami mengalami metilasi, yang membebaskan membebaskan muatan negatifnya. Pengikata Pengikatan n Rantai Rantai Sisi Karbohidr Karbohidrat at, pada pada beberap beberapaa glikopr glikoprote otein, in,
rantai rantai sisi karboh karbohidra idratt diikat diikat secara secara enzimat enzimatis is pada pada residu residu asparag asparagin, in, pada pada glikoprotein lain diikat pada residu serin dan treonin. Contoh, ptoteoglikan yang melapisi mambran mukosa, mengandung rantai sisi oligosakarida.
12
Penambah Penambahan an Gugus Gugus Prostetik Prostetik , banyak banyak enzim enzim mengan mengandun dung g gugus gugus
prostetik yang terikat secara kovalen kovalen yang penting bagi aktivitasnya. aktivitasnya. Gugus Gugus prostetik ini juga diikat pada rantai polipeptida polipeptida setelah protein meninggalkan meninggalkan ribosom.contohnya, molekul biotin yang terikat secara kovalen pada asetil KoA karboksilase dan gugus heme sitokrom c. Pembentukan Jembatan Sulfida, beberapa beberapa protein yang dikeluarkan dikeluarkan
dari sel eukaryotik setelah mengalami pelipatan spontan menjadi konformasi seutuhnya, terikat menyilang secara kovalen oleh pembentukan gugus disulfida secara enzimatis dari residu sistein didalam satu rantai polipeptida polipeptida atau diantara dau rantai. Jembatan yang terbentuk dengan cara ini membantu melindungi konformasi
lipatan
asal
molekul
protein
dari
denaturasi.
E. Bios Biosin inte tesi siss Prote Protein in
Melibatkan proses translasi Merupakan proses yang mengubah informasi genetic yang terdapat pada mRNA menjadi polipeptida dengan urutan asam amino tertentu
13
Translasi melibatkan melibatkan suatu sistem yang membawa membawa mRNA mRNA dan tRNA bersamasama mengkatalisis polimerisasi asam amino - asam amino menjadi polipeptida
Komponen yang terlibat: o
mRNA (messenger RNA)
o
tRNA (transfer RNA)
o
Ribosome
o
Ensim2
Pesan yang ada pada mRNA selalu dibaca dengan arah 5’
Rantai polipeptida yang dihasilkan berawal dari N terminal dan berakhir dgn C (karboksi) terminal
Proses translasi terdiri dari dari : o
inisiasi
o
elongasi
o
terminasi
Messenger RNA (mRNA)
14
3’
diterjemahkan menjadi protein
merupakan RNA rantai tunggal yang berisi pesan yang akan pada organisme prokaryotic prokaryotic pesan untuk beberapa protein mungkin dibawa atau terdapat polycistronic message pada satu satu rantai mRNA mRNA : polycistronic
setiap asam amino dikode oleh tiga nukleotida 43 ada 64 kombinasi berbeda
lebih dari cukup untuk mengkode 20 asam amino
hampir semua asam
amino dikode oleh lebih dari 1 kodon
kodon urutan 3 nukleotida pada mRNA yang mencirikan asam amino
tertentu
hubungan antara kodon dengan asam amino yang dikode
anti anti kodon kodon
kode genetic
urut urutan an 3 nukl nukleo eotid tidaa yang yang terd terdapa apatt pada pada tRNA tRNA yang yang
merupakan komplemen dari kodon
Pd prokaryotic simple dan tidak bersela
Pd eukary eukaryotic otic
ada ada pros proses es yang yang dipe diperlu rluka kan n sebe sebelum lum mRNA mRNA siap siap
translasi diterjemahkan dalam proses translasi post translasi o
editing,
o
splicing
o
poli A tail
15
K O D E
G E N E T I K
16
kode genetic hampir universal untuk semua organisme, pengecualian
ditemukan pada mitokondria dan protozoa
pengecualian pengecualian yang sering ditemukan ditemukan pada bbrp organisme organisme
UGA
STOP , mengkode Senelosistein
Wobble Hypothesis
Pada umumnya, setiap asam amino dispesifikasikan oleh dua nukleotida yang pertama dari dari kodon kodon Example Proline mempunyai codon : CCValine mempunyai codon : GUJadi basa nitrogen yang ke-3 tidak tertentu
kondisi ini memungkin satu tRNA untuk mengenal lebih dari satu kodon
untuk asam amino yang sama Basa nitrogen yang ke 3 disebut posisi Wobble Wobble ( karena karena ketidak ketidakpast pastian ian dalam dalam comple complemen mentary tary basa basa nitroge nitrogen n antara antara kodon kodon mRNA dan anti kodon tRNA)
17
Wobble hipotesis juga untuk keberadaan inosine
uncommon nucleotide
yang dapat berpasangan dengan A,U, atau C
Stop kodon UAA, UAG, UGA
Start kodon AUG o
Prokaryotic organism N-formylmethionine
o
Eukaryotic organism methionine
TRANSFER RNA (tRNA)
Ada 61 kodon yang mengkode 20 asam amino,
macam tRNA yg ada kurang dari <61 karena wobble hipotesis
tRNA dapat mengidentifikasi lebih dari 1 kodon
18
struktur tRNA seperti daun waru
Asam amino terikat terikat dengan dengan tRNA tRNA moleku molekull dengan dengan ikatan ikatan kovalen kovalen antara antara
gugus karboksil pada asam amino
gugus hidroksil pada 3’ adenosine dari tangkai akseptor tRNA
tRNA + asam amino teraminoasilasi
Aminoacyl-tRN Aminoacyl-tRNA A synthetase synthetase cocok
mampu mampu mengid mengident entifika ifikasi si asam amino amino yang
19
RIBOSOME
Ribosome terdiri dari multiple protein dan RNA.
Untuk prokaryotic 70s terdiri dari : 50s dan 30s
Untuk eukaryotic 80s terdiri dari 60s dan 40s
KECEPATAN TRANSLASI
Pada 37ºC, ribosome dari E. coli mampu mensintesis rantai polipeptida yang terdiri dari 300 residu asam amino = 20 detik Hamp Hampir ir sama sama deng dengan an kecep kecepata atan n dari dari transk transkrip ripsi, si, sehin sehingg ggaa mRNA mRNA dapa dapatt ditranslasikan sama cepatnya dengan transkripsinya
dapat ditranslasi oleh banyak ribosom polyribosome
20
kadang dalam 1 mRNA
Post Translasi
Sebelu Sebelum m polipe polipeptid ptidaa yang baru baru ditransl ditranslasi asi dapat dapat aktif aktif
harus dilipat
membentuk konformasi 3D yang tepat Folding dapat berlangsung bersamaan dengan proses translasi Atau setelah proses translasi selesai Salah satu contoh preproprotein
preproinsulin
21
22
BAB III KESIMPULAN
Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. biokimia. Meka Mekani nism smee sisn sisnte tesi siss prot protei ein n terj terjad adii mela melalu luii dua dua taha tahap p utam utamaa yait yaitu u transkripsi dan translasi, Transkrip adalah percetakan mRNA oleh DNA. Sedangkan trans ransla lasi si
adal adalaah
pen penerjem jemahan han
kode
oleh
tRNA
berup rupa
urutan
yang
dikehendaki.se dikehendaki.sedangka dangkan n translasi adalah proses penerjemahan kode genetik oleh tRNA kedalam urutan asam amino. Protein merupakan salah satu bio-mokromolekul yang penting perananya dalam mahkluk hidup. Setiap sel dalam tubuh kita mengandung protein, termasuk kulit,tulang, otot, kuku, serta rambut Dll.pada jaringan tubuh protein merupakan komponen terbesar kedua setelah air. Duperkirakan 50% berat kering sel dalam jarigan hati hati dan daging daging terdidri terdidri dari protein. protein. Sedangkan Sedangkan dalam dalam tenunan tenunan daging daging segar segar sekitar 20%.
23
DAFTAR PUSTAKA
Lehninger, Albert L,. 1982. Princip 1982. Principles les of Biochemistry, Biochemistry, penerjemaah Dr. Ir. Maggy Thenawijaya, Institut Pertanian Bogor, penerbit Erlangga. Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW, 2003, Biokimia Biokimia Harper , Edisi XXV, Penerjemah Hartono Andry, Jakarta: EGC Stryer L, 1996 , Biokimia Biokimia,, Edisi IV, Penerjemah: Sadikin dkk (Tim Penerjemah Bagian Biokimia FKUI), FKUI), Jakarta: EGC Wirahadikusumah, muhammad. 1989. BIOKIMIA BIOKIMIA.. Protein, enzim & asam nukleat. -Bandung : Penerbit ITB www.biolog www.biology.arizo y.arizona.edu na.edu\biochem \biochemistry\bioc istry\biochemistry hemistry.html, .html, Project- Biochemistry Biochemistry,, Edisi: 28 Januari 2003
2003, 2003,
The The
Biolo iology gy
www.goog www.google.co.id\k le.co.id\keajaiban. eajaiban.protein\m protein\molekulb olekulbiomilen iomilenium.ph ium.php. p. Rukman Rukman Hertadi, Hertadi, Graduate Graduate School School of Bioscience Bioscience and Biotechnolog Biotechnologyy , Tokyo Institute of Technology, Japan gfile:///D:/biokimia/biosintesis-proteinsaed.html
24
