’ 3'
Contoh 4Inser
si
(+1)
Deles
i (-1)
mRNA 5'... UAGArg Leu STOP
J Kacau UUUG AUG Met -GCC Ala -UC U - Ser <m7) UU G -Leu
CAA AGG -Gin Arg -UA U -Tyr" AG U -Ser -AGU - Ser UAG... STOP "V---Camfcar J7-J. contoh ^
iifnf If S'" mRNA tersebu^Tanda nan^K ° '"“"Id' Sebuah 8en da,am sekuens transkrip mRNA dan rantai polipeptida hasil m ah residu nukleotida yang hila monunJu^*<an tempat terjadinya delesi atau insersi, dan angka dalam oval menunjukka
ang a,au disisipkan. Jenis warna menunjukkan asam amino dalam urutan yang benar. nukleo?Wae mRNrranSka j r Unk memranslasikan sckuens
Translasi mRNA h, T J- “ am amino pr ° tCm ' pembenrnL' rawal di dekat terminal 5’nya dengan
C tUtn ^e[minal amin° mo,ekul Prote*n yang sesuai.
bentuk d‘baCa d3ri 5' ke 3' da" berakhir dengan pem-seo Dot •:e™'nal.karboksil P™'-". Kembali tampak
kon-sebuah J ' sini ’^perti dijelaskan di Bab 36, transkripsi
mula membentuk311' mR>^ya atau prekursornya mula- kariot h I k term,nal 5 molekul mRNA. Pada
pro-sebelum mi mernun §kinkan dimulainya translasi mRNA 11111 lran skripsi gen tuntas. Pada organisme eukariot, proses transkripsi berlangsung di nukleus; translasi mRNA terja i di sitoplasma. Hal ini menyebabkan transkripsi dan translasi pada organisme eukariot tidak dapat berlangsung bersamaan dan memungkinkan dilakukannya pemrosesan
yang penting untuk menghasilkan mRNA dari transkrip primer— hnRNA.
Inisiasi Melibatkan Beberapa Komp^
e^
sProtein-RNA
Agar terjadi inisiasi sintesis protein, diperlukan translasi molekul mRNA oleh ribosom (Gambar 37-6). Beg»tU mR NA berikatan dengan ribosom, ribosom akan menemukan READING FRAME yang tepat di mRNA, dan t r a n s l as i dimulai. Proses ini melibatkan tRNA, rRNA, mRNA, dan setidaknya sepuluh faktor inisiasi eukariot (elF) yang sebagian <Ji antaranya memiliki banyak (tiga sampai delapan) subunit. Yang juga terlibat adalah GTP, Al’P, dan asam ainino-Inisiasi dapat dibagi menjadi empat tahap: (1) disosiasi (cerurainya)
BAB 37: SINTESIS PROTEIN & KODE GENETIK / 383 tudung melalui protein 4E. Kemudian eIF-4A (4A) dan CIF-4B (4B) mengikat dan mercduksi struktur sekunder kompleks ujung 5’ mRNA melalui aktivitas ATPase dan helikase dependcn-ATP. Penyatuan mRNA dengan kompleks prainisiasi 43S untuk membentuk kompleks inisiasi 48S memerlukan hidrolisis ATP. eIF-3 merupakan protein kunci karena senyawa ini mengikat sccara kuat komponen 4G dan 4F dan menghubungkan kompleks ini subunit r.bosom 40S. Setelah pengikatan kompleks prainisiasi 43S dengan tudung mRNA dan reduksi (“pencairan”) struktur sekunder di
sim" ,dKt ° r I,,,: ' UIS,, “"u — --- - dekat ujung 5’ mRNA, kompleks memindai mRNA untuk 3unit ribosom 40S yang baru terurai. Hal ini menghambat.ndctcksi kodon inisiasi yang sesuai. Secara umum kodon
c
asosiasi subunit ini dengan subunit 60S dan memungkinkan adajah AUG yang terletak paling dekat dengan 5', 4o' 0r inisiasi translasi lainn y berikatan dengan subunit in ^^a ^ ^ ditentukan oleh apa yang
disebut sekuens konsensus Kozak yang mengelilingi
AUG: f*kosom menjadi subunit 40S dan 60S; (2) terikatnya suatu
° n ipicks tripel yang terdiri dari met-tRNA’, GTP, dan elF-2 P^da ribosom 40S untuk membentuk kompleks prainisiasi; ^ terikatnya mRNA pada kompleks prainisiasi 40S untuk j^rnbentuk kompleks inisiasi 43S; dan (4) kombinasi ° picks rri inisiasi 43S dengan subunit ribosom 60S untuk rric mbentuk kompleks inisiasi SOS.
'• DISOSIASI RIBOSOM
faktor inisiasi, eIF-3 dan elF-lA, berikatan dengan lU t > unic ribosom 40S vane baru terurai. Hal ini menghambat
P
EMBENTUKANK
OMPLEKSAlNlSIASI -43s
Ci'ppkah P^tama dalam proses ini melibatkan pengikatan 1 P oleh cIF-2. Kompleks biner ini kemudian berikatan j^gan met-tRNA1 , suatu tRNA yang secara spesifik berperan tRKjm PCng ' ,katan Pada kodon 'nisiasi AUG (Terdapat dua c N A untuk metionin. Satu tRNA menspesifikasi metionin kodon inisiator, tRNA lain untuk metionin internal, asing-masing memiliki sekuens nukleotida yang berbeda). °mpleks tripel ini berikatan dengan subunit ribosom 40S . Untuk membentuk kompleks prainisiasi 43S yangdistabilkan ° c ‘h ikatan dengan clF-3 dan cIF-lA.
Pada sel eukariot, eIF-2 adalah satu dari dua titik °ntr°l inisiasi sintesis protein. cIF-2 terdiri dari subunit °V if’ dan Y ‘ eIF_2a men galami fosforilasi (di serin 51) ° h setidaknva empat protein kinase berbeda (HCR, PKR,
-3
-1
+4 G C C A / G C C A U G G
Hal yang paling disukai adalah keberadaan sebuah purin di posisi -3 dan +4 secara relatif terhadap AUG.
DPERAN EKOR POLI(A) DALAM INISIASI
Berbagai eksperimen biokimia dan genetik pada sel ragi
mengungkapkan bahwa ekor poli(A) 3’ dan protein pengikatnya, Pablp, dibutuhkan agar inisiasi sintesis protein berlangsung efisien. Studi-studi lebih lanjut memperlihatkan bahwa ekor poli(A) merangsang rekrutmen subunit ribosom P. dan y. eIF-2a mengalami fosforilasi (di serin 40S ke mRNA melalui serangkaian interaksi. Pablp, yang ^tidaknya empat protein kinase berbeda (HCR, PKR, terikat pada ekor poli(A), berinteraksi dengan e yang PERK, dan GCN2) yang diaktifkan saat sel mengalami stres sebaliknya mengikat eIF-4E yang terikat pada struktur tudung. da
n saat penggunaan energi untuk membentuk protein Suatu struktur sirkular dapat terbentuk dan hal im membantu sedang merugikan. Keadaan-keadaan semacam ini terjadi mengarahkan subunit ribosom 40S ke ujung 5 mKJNA. Hal pada keadaan defisiensi asam amino dan glukosa, infeksi ini membantu menjelaskan bagaimana struktur tudung dan virus, kelainan pelipatan (MISFOLD) protcin, kekurangan ekor poli(A) memiliki efek sinergistik pada sintesis protein,
scrum, hiperosmolalitas, dan HEATSHOCK. Dalam hal ini, Mekanismc serupa tampaknya juga bekerja di sel mamalia.
diakti£
CrUP,
akr .“T
y:‘
nB SanBatr
narik- "T
iniE PEMBENTUKAN KOMPLEKS IN.S.AS. SOS
ci rkan
1 virus“
anmemicu mekanisme pertahanan _____ - 7-7-;—
l-’iS.K merupakan enzim yang sangat menariK; .... diaktifkan oleh virus dan memicu mekanisme pertahanan pcjamu yang mengurangi sintesis protein sehingga replikasi virus terhambat. eIF-2a-terfosforilasi mengikat erat dan menonaktifkan protein pendaur-ulang GTP-GDP eIF-2B.
iTal ini menghambat pembentukan kompleks prainisiasi 43S dan menghentikan sintesis protein.
C. P
EMBENTUKANK
OMPLEKSI
NISIASI43
STerminal 5’ sebagian besar molekul mRNA di sel eukariot memiliki “tudung” ( CAPPED), seperti diuraikan di Bab
36. Tudung metil-guanosil trifosfat ini mempermudah
pengikatan mRNA pada kompleks prainisiasi 43S. Suatu kompleks protein pengikat-tudung, eIF-4F (4F) yang terdiri clari eIF-4E dan kompleks eIF-4G-elF-4A (4A), mengikat
E. PEMBhN 1 urv«i, ivw.i. ___
Pengikatan subunit ribosom 60S pada kompleks inisiasi 48S melibatkan hidrolisis GTP yang terikat pada eIF-2 oleh elF- 5. Reaksi ini menyebabkan pembebasan faktor-faktor inisiasi yang terikat pada kompleks inisiasi 48S (faktor-faktor ini kemudian didaur ulang) dan pengikatan cepat subunit 40S dan 60S untuk membentuk ribosom SOS. Di tahap ini, met- tRNA1 terletak di tempat/regio P ribosom, dan siap untuk memulai siklus elongasi.