Oleh : dr.syazili Mustofa, M.Biomed

(1)

Translasi

Oleh : dr.Syazili Mustofa, M.Biomed

DEPARTEMEN BIOKIMIA DAN BIOLOGI

MOLEKULER

FK UNILA

The Central Dogma of Life.

replication

(2)

Translasi

• 3 tahap

– Inisiasi

– Elongasi

– Terminasi

• AUG (start codon ) dikenali oleh methionyl-tRNA atau

Met

• Setelah start codon dikenali , ribosom

menyambungkan asam amino menjadi rantai

polipeptida

• Pesan dari RNA di terjemahkan oleh tRNA (transfer

RNA) yang membawa asam amino spesifik dan

disambungkan menjadi untai polipeptida

• Translasi berhenti pada stop codon (UAA, UAG, UGA)

Translasi pada prokariot

• Translasi terjadi sebelum transkripsi

sepenuhnya dirampungkan karena

pada prokariot tidak terdapat membran

inti, sehingga tidak ada yang

memisahkan transkripsi dan translasi

(sebagaimana yang terjadi pada

eukariot) sehingga translasi dapat

segera dilakukan

(3)

Translasi protein pada

bakteri di inisiasi oleh

formylmethionyl

tRNA

Inisiasi

• Ribosom 30S dibantu faktor inisiasi

membentuk kompleks 30S IF1 IF 3

(mencegah premature joining).

• IF 2(GTP) membawa fmet-tRNA dan

mRNA bergabung ke kompleks 30S

IF1 IF 3  kompleks inisiasi 30S

• IF 1 & IF 3 melepaskan diri, lalu

ribosom 50S digabungkan dengan

kompleks dengan cara melepaskan

IF2 dan fosfat kompleks inisiasi

70S

• tRNA-formilmetionin menempati situs

P ribosom pada pembentukan

(4)

Inisiasi translasi prokariot

• Tahap inisiasi melibatkan mRNA, tRNA yang

membawa asam amino pertama polipeptida, dan dua

subunit ribosom

Large ribosomal subunit

The arrival of a large ribosomal subunit completes the initiation complex. Proteins called initiation factors (not shown) are required to bring all the translation components together. GTP provides the energy for the assembly. The initiator tRNA is in the P site; the A site is available to the tRNA bearing the next amino acid.

2

Initiator tRNA mRNA

mRNA binding site Small ribosomal subunit

Translation initiation complex

P site

GDP GTP

Start codon

A small ribosomal subunit binds to a molecule of mRNA. In a prokaryotic cell, the mRNA binding site on this subunit recognizes a specific nucleotide sequence on the mRNA just upstream of the start codon. An initiator tRNA, with the anticodon UAC,

base-pairs with the start codon, AUG. This tRNA carries the amino acid methionine (Met).

1 U A C A U G E A 3 5

5

3

3 5 5 3

Elongasi

RNAt fMet menempati situs P, situs A menjadi

kosong,

lalu

elongation

factorTu(EF--Tu)

mengantarkan RNAt aminoasil ke ribosom

(membutuhkan GTP)

Pengikatan EF-Tu ke RNAt amino asli

memiliki 2 fungsi:

Melindungi ikatan ester RNAt aminoasil

GTP pada EF-Tu hanya terhidrolisis

saat terbentuk kompleks yang sesuai

antara EF-tu-RNAt aminoasil dan

ribosom

(5)

Elongasi

• Pada tahap elongasi asam amino acids ditambahkan

satu persatu ke asam amino yang terdepan

Amino end of polypeptide

mRNA Ribosome ready for next aminoacyl tRNA

E P A E P A E P A E P A GDP GTP GTP GDP 2 2 site site 5 3 TRANSCRIPTION TRANSLATION DNA mRNA Ribosom e Polypeptide

Codon recognition. The anticodon

of an incoming aminoacyl tRNA base-pairs with the complementary mRNA codon in the A site. Hydrolysis of GTP increases the accuracy and efficiency of this step.

1

Peptide bond formation. An

rRNA molecule of the large subunit catalyzes the formation of a peptide bond between the new amino acid in the A site and the carboxyl end of the growing polypeptide in the P site. This step attaches the polypeptide to the tRNA in the A site.

2 Translocation. The ribosome

translocates the tRNA in the A site to the P site. The empty tRNA in the P site is moved to the E site, where it is released. The mRNA moves along with its bound tRNAs, bringing the next codon to be translated into the A site.

3

Peptidil transferase mengkatalis

pembentukan ikatan peptida

• Reaksi pembentukan ikatan peptida menurut

(6)

Faktor elongasi dan GTP diperlukan untuk dan

tranlokasi. Faktor elongasi prokariotik adalah

EF-Tu dan EF-Ts.

GTP

GDP + Pi

EF-Tu

Terminasi pada prokariot

• Saat ribosom mencapai kodon STOP codon,tidak ada lagi tRNA yang

sesuai.

• Sebagai gantinya , protein kecil yang disebut “release factor” melekat

pada kodon stop.

• release factor menyebabkan terpisahnya kompleks elongasi menjadi :

messenger RNA, dua subunit ribosome, dan polipeptida yang baru.

• mRNA dapat ditranslasikan beberapa kali untuk memproduksi

beberapa salinan protein.

Release

factor

Free

polypeptide

Stop codon

(UAG, UAA, or UGA)

5

3

5

3

5

When a ribosome reaches a stop

codon on mRNA, the A site of the

ribosome accepts a protein called

a release factor instead of tRNA.

1 The release factor hydrolyzes

the bond between the tRNA in

the P site and the last amino

acid of the polypeptide chain.

The polypeptide is thus freed

from the ribosome.

2

3 The two ribosomal subunits

and the other components of

the assembly dissociate.

(7)

• Prokariot menggunakan realising factor

(Rf) 1, Rf 2 dan Rf 3 dengan

pengenalan kodon masing2

Polyribosome

• Sejumlah ribosom dapat mentranslasikan sebuah

mRNA secara simultan = polyribosome

• Polyribosomes memungkinkan sel membuat banyak

salinan polipeptida dengan cepat.

Growing polypeptides Completed polypeptide Incoming ribosomal subunits Start of mRNA (5 end) End of mRNA (3 end)

An mRNA molecule is generally translated simultaneously by several ribosomes in clusters called polyribosomes.

(a)

Ribosomes

mRNA

This micrograph shows a large polyribosome in a prokaryotic cell (TEM).

(8)

Tranlasi pada

eukariot:

Inisiasi

Elongasi

terminasi

Struktur mRNA eukariot

• Sirkuler

• elF 4 protein

selain mengikat

cap juga

mengikat poly A

tail melalui dua

protein lain

• Dapat

memfasilitasi

pengikatan

ribosom setelah

terminasi

(9)

Inisiasi translasi pada

Eukariotik

• Faktor inisiasi menghantarkan

subunit ribosom 40S dan

met-tRNA ke posisi 5’ methylated cap

pada mRNA. Sub unit 40S lalu

memeriksa mRNA selangkah demi

selangkah (energi diperoleh enzim

helikase yang menghidrolisis ATP)

dan menempel pada kodon AUG

pertama

• Subunit 60S lalu ditambahkan

untuk membentuk komplek inisiasi

80S

(10)

Inisiasi translasi eukariot

• Kodon inisiasi pada eukariot selalu AUG

Elongasi translasi

• Faktor elongasi eukariotik EF1α dan

EF1βγ.

• Bentuk GTP dari EF1α menghantarkan

aminoasil-tRNA ke situs A ribosom, dan

EF1βγ mengkatalisis peubahan GTP

menjadi GDP.

• EF2 eukariotik membantu mengarahkan

translokasi GTP.

(11)

RNAt Met menempati situs P, situs A menjadi kosong, lalu elongation factor

mengantarkan RNAt aminoasil ke ribosom (membutuhkan GTP)

Pengikatan EF ke RNAt amino asli memiliki 2 fungsi:

Melindungi ikatan ester RNAt aminoasil

GTP pada EF hanya terhidrolisis saat terbentuk kompleks yang

sesuai antara EF-RNAt aminoasil dan ribosom

(12)

(13)

• Saat ribosom mencapai kodon STOP codon,tidak ada lagi

tRNA yang sesuai.

• Sebagai gantinya , protein kecil yang disebut “release factor”

melekat pada kodon stop.

• release factor menyebabkan terpisahnya kompleks elongasi

menjadi : messenger RNA, dua subunit ribosome, dan

polipeptida yang baru.

Translation: Termination

Release Factors mengenali dan menempati Stop

Codons pada situs A untuk mempromosikan

terminasi

• Terminasi pada eukariota dilakukan oleh faktor release tunggal, yaitu

eRF1,. Pada tahap akhir, eIF3, mencegah reasosiasi dari subunit

ribosom pada saat tidak adanya sebuah kompleks inisiasi.

(14)

Setelah rilis docking faktor untuk

menghentikan kodon, air digunakan

sebagai pengganti gugus amino

bermuatan tRNA sebagai nukleofil

menyerang ikatan asil pada

peptidil-asil-tRNA. Hidrolisis melepaskan peptida

dari tRNA dan ribosom.

A summary of transcription and translation in a eukaryotic cell

Figure 17.26

TRANSCRIPTION RNA is transcribed from a DNA template.

DNA RNA polymerase RNA transcript RNA PROCESSING In eukaryotes, the RNA transcript (pre-mRNA) is spliced and modified to produce mRNA, which moves from the nucleus to the cytoplasm. Exon RNA transcript (pre-mRNA) Intron NUCLEUS FORMATION OF INITIATION COMPLEX

After leaving the nucleus, mRNA attaches to the ribosome. CYTOPLASM mRNA Growing polypeptide Ribosomal subunits Aminoacyl-tRNA synthetase Amino acid

tRNA AMINO ACID ACTIVATION Each amino acid attaches to its proper tRNA with the help of a specific enzyme and ATP.

Activated amino acid

TRANSLATION

A succession of tRNAs add their amino acids to the polypeptide chain as the mRNA is moved through the ribosome one codon at a time. (When completed, the polypeptide is released from the ribosome.) Anticodon A A A U G G U U U A U G E A Ribosome 1 5 5 3 Codon 2 3 4 5