MATERI GENETIK DAN EKSPRESI GEN

(1)

PS-S1 Jurusan Biologi, FMIPA, UNEJ (2016)

MATERI GENETIK DAN EKSPRESI GEN

Oleh:

Syubbanul Wathon, S.Si., M.Si.

(2)

MATERI GENETIK DAN EKSPRESI GEN

• Mahasiswa mengetahui dan mampu menjelaskan mengenai sejarah penemuan materi genetik

• Mahasiswa mampu menjelaskan mengenai materi genetik dan komponen – komponen penyusunnya

• Mahasiswa mampu memahami mengenai konsep ekspresi gen

• Mahasiswa mengetahui dan mampu menjelaskan mengenai proses-proses ekspresi gen (replikasi DNA, transkripsi dan translasi)

CAPAIAN PEMBELAJARAN

(3)

A.1 Riwayat Penemuan Bahan Genetik

• Frederick Griffith (1928): transformasi bakteri Streptococcus pnemoniae

• Henry Dawson (1931): transformasi dapat terjadi secara in vitro yaitu dengan mencampur IIIS mati dengan IIR  IIIS hidup (tidak perlu diinjeksikan ke mencit)

• Lionel J. Alloway (1933): ekstrak kasar IIIS dapat menginduksi transformasi IIR menjadi IIIS

• Avery, MacLeod & McCarty (1944): DNA merupakan komponen bakteri penyebab transformasi bakteri Streptococcus pnemoniae dari IIR menjadi IIIS

• Alfred Hershey & Martha Chase (1952): fage T2

• Heinz Fraenkel-Conrat & B. Singer (1956): RNA virus menentukan jenis protein mantelnya

A. MATERI GENETIK

(4)

a. Percobaan Frederick Griffith (1928)

Mencit mati

Mencit hidup Mencit hidup

Mencit mati

Bahan:

• Bakteri

Streptococcus pnemoniae

• Mencit

Kesimpulan:

Bakteri IIIS yang telah mati

bertanggungjawab terhadap perubahan

(transformasi) dari IIR yang avirulen menjadi IIIS yang virulen

(5)

b. Percobaan Avery, MacLeod & McCarty

Bahan:

•Bakteri

Streptococcus pnemoniae

(6)

c. Percobaan HERSEY & CHASE

Bahan :

 Fage T2 : virus yang menginfeksi bakteri

 E. coli

Penyusun fage :

 DNA : mengandung fosfor (P)

 Protein : mengandung sulfur (S)

(7)

c. Tahapan Percobaan HERSEY & CHASE

1. Pelabelan fage T2 dengan radioaktif

(8)

Karena bakteri yang mengandung radioaktif adalah yang diinfeksi oleh fage yang dilabel pada DNAnya maka yang diwariskan dan menentukan sifat fage adalah DNA, sehingga DNA adalah Bahan Genetik 2.Transfeksi E. coli dengan T2 berlabel radioaktif

Bakteri

mengandung radioaktif

Bakteri tidak mengandung radioaktif

(9)

A.2 PENEMUAN HELIKS GANDA

(James D. Watson dan Francis Crick) Dasar:

• Data Erwin Chargaff: DNA berbagai spesies jumlah Adenin = Timin, Sitosin = Guanin.

Kesimpulan: DNA berutas ganda dan terjadi perpasangan basa antar utas dengan aturan A-T, G-C.

• Data kristalografi Rosalind Franklin dan Maurice Wilkins: DNA mempunyai struktur berulang dengan jarak 3.4 A^o dan 34 A^o. Kesimpulan: DNA berbentuk pilinan heliks- ganda

• DNA mempunyai diameter sama  basa purin harus berpasangan dengan pirimidin (didukung oleh data E. Chargaff)

(10)

Fotografi Difraksi Sinar-X DNA

(Rosalind Franklin & Maurice Wilkins)

• Struktur DNA heliks/ulir/berpilin, berdiameter seragam

• mempunyai dua jarak yang teratur, yaitu: panjang satu putaran = 3.40 nm; satu putaran/pilinan = 10 ps nukleotida  jarak antar nukleotida = 0.34 nm

(11)

A.3 Model Struktur DNA

Struktur DNA:

• terdiri dari dua utas/sulur/rantai polinukleotida yang berpilin

• kedua utas bersifat

antiparalel (5’P - 3’OH // 3’OH - 5’P)

• antar utas nukleotida berikatan pada basa-N secara komplementer (A = T) dan (G Ξ C) Watson & Crick, 1953 (utas ganda berpilin)

(12)

a. Polinukleotida

Nukleotida

(OH)

(ribose)

(13)

Polinukleotida

Ujung 5’P

Ujung 3’OH Tulang-

pungung: gula- fosfat

Cabang:

basa N

 Nt1+Nt2 : ikatan fosfodiester

 5’P dari Nt2 diikatkan dengan 3’OH Nt1

(polinukleotida)

Penambahan Nt baru pada ujung 3’OH  pertumbuhan 5’P ke 3’OH

(14)

b. Nukleotida

 C1 dari pentosa berikatan dengan Basa Nitrogen

 C5 dari pentosa berikatan dengan gugus fosfat

 C2 dari pentosa menjadi pembeda antara DNA & RNA

 C3 dari pentosa sebagai tempat pengikatan dengan nukleotida lain

(OH)

(ribose)

(15)

Basa Nitrogen:

Purin (Pu): A & G

Pirimidin (Py): T (U) & C

Nukleotida

 Gula & fosfat sama

 Dibedakan oleh basa N  urutan nukleotida = urutan basa N

(16)

Adenin (A)

berpasangan dengan Timin (T) dengan

dua ikatan hidrogen

Guanin (G) berpasangan

dengan Citosin (C) dengan tiga ikatan hidrogen

c. Perpasangan nukleotida

(17)

d. Asam Nukleat

 Polinukleotida: DNA & RNA

 Beda DNA & RNA

-gula pentosa: gugus H (DNA) / OH (RNA) pada C2 -basa N: pirimidin T (DNA) / U (RNA)

-utas: ganda (DNA) / tunggal (RNA)

(18)

A.4 Organisasi DNA dalam Kromosom

• Unit struktural dasar dari kromosom eukariot adalah nukleosom. Nukleosom tersusun atas DNA dan protein histon.

Ada lima macam protein histon yaitu:

H1, H2A, H2B,H3,H4

• DNA melingkar mengelilingi oktamer histon (H2A, H2B,H3,H4 masing-masing 2 molekul) dan sebagai pengunci adalah histon H1.

• Protein histon adalah protein sangat basa mengandung asam amino basa arginin dan lisin.

Fungsi histon : memelihara integritas fungsi dan struktur kromatin

(19)

(20)

Compaction level in euchromatin

Compaction level in heterochromatin During interphase most

chromosomal regions are euchromatic

(21)

A.4 REPLIKASI DNA

• Pada saat sel akan membelah maka DNA yang ada di dalam kromosom akan mengalami replikasi terlebih dahulu.

• Replikasi DNA secara semikonservatif yaitu dua pita spiral dari double helix membuka dan setiap pita spiral dari double helix parental (induk) akan berlaku sebagai cetakan untuk pembentukan pita yang baru.

(22)

G1 11j S 6j

G2 4j

M 1j

Replikasi DNA

Mitosis

(23)

1. MODEL REPLIKASI DNA

• Konservatif

• Semikonservatif

• Dispersif

(24)

2. Percobaan Meselson-Stahl

• 1958: publikasi model replikasi DNA

semikonservatif (Matthew Meselson & Franklin Stahl)

• E. coli di NH4Cl sebagai sumber N

• Dua macam N: ¹⁵N & ¹⁴N (¹⁵N lebih berat

daripada ¹⁴N)  bukan radioaktif karena stabil

• DNA yang mengandung ¹⁴N dibedakan dari yang mengandung ¹⁵N melalui perbedaan

kesetimbangan sedimentasi pada saat disentrifugasi

• Cara

– awal: E. coli dibiakkan di media dengan ¹⁵N – berikutnya: E. coli dibiakkan di media

dengan ¹⁴N

– DNA E. coli dianalisis melalui sentrifugasi

(25)

(26)

Interpretasi Percobaan Meselson-Stahl

• Replikasi DNA mengikuti model/pola semikonservatif

(27)

3. Prinsip Replikasi DNA

• Pola semikonservatif

Setiap sintesis utas ganda DNA hanya satu utas yang dibentuk baru sedangkan yang lain berasal dari utas lama

• Dimulai dari titik asal replikasi (ori)

Hanya DNA yang mempunyai titik ori (origin of replication) yang dapat bereplikasi

• Sintesis DNA bergerak dwiarah atau uniarah dengan pertumbuhan 5-3

•DNA disintesis mulai dari titik Ori ke dua arah

•Nukleotida baru ditambahkan pada ujung 3’OH

• Replikasi berjalan secara bertahap (fragmen Okazaki)

(28)

TITIK ORI PADA PROSES REPLIKASI

(29)

4. PROTEIN DAN ENZIM YANG TERLIBAT DALAM PROSES REPLIKASI DNA

1. Pengudaran Heliks Ganda

– Helikase : Berfungsi mengudar heliks ganda – Girase : Menghilangkan tegangan pada

pangkal percabangan replikasi

– Protein SSB : Mencegah utas tunggal

bergabung membentuk kembali heliks ganda 2. Sintesis Utas Baru

– RNA Polimerase: Sintesis RNA primer

– DNA Polimerase III: Sintesis perpanjangan utas DNA baru

– DNA Polimerase I: Pengisian celah antara dua fragmen Okazaki dan membuang RNA primer – Ligase: menyambung dua fragmen Okazaki

(30)

5. BAHAN DASAR REPLIKASI DNA

• DNA cetakan/template

• DNA primer/pemula

• Deoksiribonukleotida (dNTP) : d ATP, d CTP, dGTP, d TTP

• Enzim yang mengkatalisis reaksi replikasi : DNA polimerase

Reaksi penambahan nukleotida baru terjadi pada ujung 5’ hidroksi phospat menuju ujung 3’ OH (hidroksi bebas) sehingga sintesis DNA terjadi dengan arah 5’ – 3’

(31)

6. GARPU REPLIKASI

• Pada rantai yang terpisah pada garpu replikasi ada 2 ujung yaitu ujung 3’ dan ujung 5’

• Penambahan nukleotida baru dngan arah 5’ – 3’

• Leading strand : rantai DNA disintesis terus menerus (kontinu) utuh dengan arah 5’ – 3’

• Lagging strand : rantai DNA disintesis terputus (diskontinu) dengan arah 5’ – 3’ sehingga terbentuk fragmen okazaki,

fragmen tsb kemudian

digabungkan dengan DNA ligase

(32)

Binding proteins prevent single strands from rewinding.

Helicase protein binds to DNA sequences called origins and unwinds DNA strands.

5’

3’

5’

3’

Primase protein makes a short segment of RNA complementary to the DNA, a primer.

5’ 3’

3’ 5’

7. Mekanisme Terjadinya Replikasi

(33)

Overall direction of replication

5’

3’

5’

3’

5’

3’

5’

DNA polymerase III enzyme adds DNA nucleotides to the RNA primer.

Replication

(34)

5’

Overall direction of replication

5’

3’

5’

3’

DNA polymerase proofreads bases added and replaces incorrect nucleotides.

Replication

(35)

5’

3’

5’

3’

5’

Overall direction 3’

of replication

Leading strand synthesis continues in a 5’ to 3’ direction.

Replication

(36)

3’

5’ 5’

5’

3’

5’

3’

5’

of replication

Okazaki fragment

Discontinuous synthesis produces 5’ to 3’ DNA segments called Okazaki fragments.

Replication

(37)

3’

5’ 5’

5’

3’

5’

3’

5’

of replication

Discontinuous synthesis produces 5’ to 3’ DNA segments called Okazaki fragments.

Replication

(38)

5’ 5’

5’

3’

5’

3’

5’

of replication

3’

Discontinuous synthesis produces 5’ to 3’ DNA segments called Okazaki fragments.

Replication

(39)

5’

5’ 3’

5’

3’

5’

3’

5’ 3’5’

Replication

(40)

3’

5’

3’

5’

5’ 3’

5’

3’

5’ 3’5’

Replication

(41)

5’

3’ 3’

5’

3’

5’ 3’

5’

3’

5’

Exonuclease activity of DNA polymerase I removes RNA primers.

Replication

(42)

Polymerase activity of DNA polymerase I fills the gaps.

Ligase forms bonds between sugar-phosphate backbone.

3’

5’

3’

5’ 3’

5’

3’

5’

Replication

(43)

Replication Fork Overview

5

3

Parental DNA

3

5

Overall direction of replication

DNA pol III

Replication fork

Leading strand

DNA ligase Primase

OVERVIEW

Primer DNA pol III

DNA pol I

Lagging strand

Lagging strand Leading strand

Leading strand Lagging strand Origin of replication

(44)

• Gen berekspresi dengan cara mengendalikan sifat organisme

• Pengendalian dilakukan melalui

pembentukan enzim/protein yang berperan dalam proses

metabolisme

• Pengendalian pembentukan enzim oleh gen dilakukan melalui dua

tahap : Transkripsi dan Translasi

B. EKSPRESI GEN

(45)

B.1 TRANSKRIPSI

• TRANSKRIPSI adalah proses

pembentukan RNA dengan DNA sebagai modelnya

5’--AGCTTCTAGCATAGATACAGCTA--3’

5’--AGCUUCUAGCAUAGAUACAGCUA--3’

3’--TCGAAGATCGTATCTATGTCGAT--5’

• TRANSKRIPSI memerlukan perangkat : -satu utasan DNA sebagai model

-enzim transkiptase

(46)

3’

5’

Model Cetakan : Ruas Penyandi diapit oleh Promotor dan Terminator

DNA

3’ 5

’

P T

T P

RNA 3’

5’ 3’ RNA 5’

(47)

Holoenzim Transkriptase

Enzim Inti

Faktor s

(48)

Subunit transkriptase E.coli

Subunit Ukuran # Fungsi Subunit holoenzim transkriptase

b 155,000 1 Penempelan pada DNA b’ 151,000 1 Situs polimerisasi RNA

a 36,000 2 ?

w 11,000 1 ?

s 70,000 1 Mengenali promotor Subunit pendukung

nusA 69,000 1 Mengenali terminator

r 46,000 1 Mengakhiri proses transkripsi

(49)

a. Inisiasi Transkripsi

• Pengenalan promotor (kotak -35) oleh

faktor sigma 3’---TTGACA----TATAAT----CAT---5’

-35 -10 Awal

• Pengudaran heliks ganda DNA pada kotak -10

• Sintesis RNA mulai dari titik awal

(50)

Transkriptase Eukariot

• Polimerase RNA I : (dalam inti) terlibat sintesis RNA ribosom

• Polimerase RNA II : (dalam inti) terlibat sintesis pra-mRNA/hnRNA

• Polimerase RNA III : (dalam inti) terlibat sintesis tRNA

• Transkriptase organel (pada mitokondria atau kloroplas)

(51)

Proses Sintesis Perpanjangan RNA

• Setelah inisiasi selesai faktor sigma akan

melepaskan diri dari enzim inti transkriptase

• Enzim inti akan bekerja lebih cepat tanpa faktor sigma (karena sigma bekerja sangat teliti)

• Faktor nusA akan bergabung dengan enzim inti untuk membantu mengenali terminator

• Enzim inti akan berhenti bila sampai pada terminator

(52)

Kegiatan Transkriptase

•Mengudar pilinan heliks ganda

DNA

RNA

•Membaca

runtunan basa DNA dan

mensintesis RNA

•Memulihkan

kembali pilinan heliks ganda DNA

(53)

Proses Akhir Transkripsi (kasus E.coli)

• Gabungan Enzim-inti dan nusA akan mengenali terminator

• Berkat adanya struktur ulang balik pada

terminator maka pada RNA akan terbentuk struktur jepit rambut

• Adanya struktur jepit rambut memberi tanda pada traskriptase untuk berhenti bekerja

(54)

Terminator E.coli (gen trp L)

Struktur Ulang Balik

RNA

Struktur

Jepit Rambut

Poli A pada terminator tanpa faktor rho

Terminator rho

tidak mengandung PoliA

(55)

•Tanda akhir transkripsi eukariot (polimerase RNAII) muncul berupa signal pemotongan

RNA yang ditranskripsi

Terminator Eukariot

•Setelah RNA dipotong terjadi penambahan ujung poliA pada

ujung 3’ pra-mRNA Polimerase RNA II

(56)

RNA Hasil Transkripsi

• mRNA : berfungsi sebagai model

pembentukan protein dalam translasi, berstruktur linear

• tRNA : berfungsi sebagai pembawa asam amino dan penterjemah kodon

mRNA, membentuk lipatan tiga dimensi

• rRNA : berfungsi sebagai kerangka

ribosom dan mengenali tRNA dan rRNA

dalam proses translasia

(57)

Struktur tRNA

Simpul TyC

Simpul D

Ujung 3’ACC, penempelan asam amino

Simpul Kodon

Simpul Variasi Basa

termodifikasi

(58)

rRNA (RNA ribosom)

rRNA5S rRNA23S

rRNA16S rRNA5S rRNA28S rRNA5.8S

rRNA18S Ribosom

bakteri

Ribosom eukariot

70S 80S

30S 50S

60S

40S

(59)

PROSES PASCATRANSKRIPSI

• Proses pascatranskripsi adalah proses yang berlangsung terhadap RNA setelah

transkripsi selesai

• Bentuk mRNA, tRNA dan rRNA yang ada dalam proses translasi bukan merupakan bentuk yang ada saat transkripsi, tetapi merupakan hasil pengolahan

pascatranskripsi

(60)

Proses Pascatranskripsi mRNA

mRNA bakteri tidak mengalami proses

pascatranskripsi; terlihat bahwa ribosom mulai

menempel pada mRNA ketika transkripsi belum selesai

mRNA eukariot mengalami proses pascatranskripsi

hnRNA

mRNA

(61)

Pascatranskripsi mRNA Eukariot

Pemasangan tudung pada ujung 5’

Pemasangan ekor poliA pada ujung 3’

Pemotongan intron

AAAAAA

Transkripsi

menghasilkan hnRNA

(62)

Pemotongan intron

hnRNA tersusun dari intron dan ekson

Dengan

pemotongan intron akan terbentuk mRNA

Intron _Ekson

(63)

• TRANSLASI : adalah proses penterjemahan informasi genetik yang ada pada mRNA

kedalam rantai polipeptida/protein

• Informasi genetik pada mRNA berupa rangkaian basa atau kodon, akan

diterjemahkan menjadi rangkaian asam amino pada rantai polipeptida

• ---- AGU UCG CAC GAC UUC UCU GAG ----

• ---- Ser - Thr - His - Asp - Phe - Ser - Glu ---

TRANSLASI

(64)

Asam amino, Polipeptida, Protein

R₁ -C-C HN

H I

R₂ -C-C HN

H I

R₁

-C-C - HN

H I

R₂ -C-C N

H I

Asam amino : molekul dasar penyusun

protein

Polipeptida: rangkaian asam amino

Protein: molekul yang telah berfungsi tersusun dari satu atau lebih

polipeptida

(65)

20 asam amino dalam translasi

Polar,Netral Basa Asam Phe

Gly Ala

Val Ile

Leu Met Pro

Tyr Ser

Thr

Asn Gln Cys

Asp

Glu Lys

Arg His

(66)

• Polipeptida dibentuk dengan menggunakan rangkaian basa mRNA sebagai modelnya

• Rangkaian basa mRNA mengandung informasi yang akan diterjemahkan menjadi rangkaian

asam amino pada rantai polipeptida

• ---- AGU UCG CAC GAC UUC UCU GAG ----

• ---- Ser - Thr - His - Asp - Phe - Ser - Glu ---

• Setiap satu asam amino disandikan oleh satu kombinasi tiga basa yang disebut kodon

Perangkat Translasi :

mRNA sebagai model Protein

(67)

(68)

AAAAAAAA

5’ 3’

Ruas Penyandi Translasi :

diapit kodon awal dan kodon akhir

Kodon awal Kodon akhir

UAA AUG

Shine-Dalgarno

UAG AUG

AUG UGA

mRNA Prokariot (poligen)

mRNA Eukariot (monogen)

(69)

tRNA : penterjemah kodon dan pengangkut asam amino

Simpul antikodon

Ujung 3’ACC penerima

asam amino

(70)

Sintetase aminoasil-

tRNA

^membuat

pasangan khas satu jenis asam- amino dengan satu jenis tRNA,

membentuk kompleks

aminoasil-tRNA

(71)

Ribosom : tempat penterjemahan kodon menjadi asam amino

tRNA

mRNA

(72)

Komponen Ribosom

Subunit kecil

Subunit besar

Prokariot

rRNA

5S 23S 16S

30-38 protein

Eukariot

18S 5,8S 28S 5S rRNA

45-50 protein

(73)

Struktur dan Fungsi Ribosom

Situs mRNA : mRNA dikenali oleh rRNA16S yang terdapat pada subunit kecil

Situs P: tempat peptidil-tRNA

Situs A:

tempat

aminoasil- tRNA.

Situs enzim peptidil-

transferase

(74)

Situs P: tempat peptidil-tRNA

Situs A:

tempat

aminoasil- tRNA.

(75)

Proses Translasi

Inisiasi translasi pada

kodon awal

Sintesis

perpanjangan polipeptida

Pertumbuhan polipeptida

Akhir translasi

pada kodon akhir

2 3

1

(76)

Insiasi Translasi

SD

30S

Dimulai dengan penempelan subunit kecil ribosom kecil pada situs Shine Dalgarno, penempelan tRNA-met

inisiator pada kodon awal (situs P), dan pempelan subunit besar ribosom

Kodon awal Kompleks

translasi

(77)

Sintesis

Perpanjangan Polipeptida

Amino asil-tRNA masuk ke situs A, Perangkaian

asam-amino dari situs P ke situs A, Pergeseran

ribosom

membaca kodon berikutnya

Aminoasil- tRNA

Situs A

(78)

Asam amino/peptida di situs P dilepas dari tRNA dan disambungkan ke asam amino di situs A

Reaksi Transpeptidasi

Situs P Situs A

(79)

Proses Akhir Translasi

Bila ribosom mencapai kodon akhir tidak ada tRNA yang cocok. Akan masuk RF di situs A, reaksi

dengan H2O, dan pembebasan polipeptida, mRNA, tRNA dan ribosom

A

Kodon akhir

Polipeptida Asam amino

(80)

• Kodon disusun oleh tiga basa yang berdampingan

• Antara dua kodon tidak ada penyelang

• Terdapat 61 kodon

• penyandi 20 asam amino;

dan tiga kodon stop

• Satu kodon menyandi satu asam amino, satu asam amino dapat disandi oleh lebih dari satu kodon

• Kodon-kodon yang

menyandi satu asam amino yang sama disebut kodon sinonim

Sifat Sandi Genetik

(81)

Sandi Genetik Hampir Universal

• Keuniversalan sandi genetik terlihat dari kesamaan sandi antara berbagai spesies, misal antara bakteri dan tumbuhan

• Ketidak universalan terlihat bahwa antara gen mitokondria dengan gen inti terdapat perbedaan sandi genetik

(82)

Hierarkhi Struktur Protein

• Struktur primer : berbentuk rantai asam amino linear sebagaimana polipeptida yang dihasilkan oleh suatu translasi

• Struktur sekunder : perkembangan berupa pelipatan dari struktur primer akibat adanya ikatan hidrogen antar asam amino (tiap 5 aa)

• Struktur tersier: bentuk tiga dimensi hasil

pelipatan struktur sekindar berkat ikatan ion, ikatan disulfida antar gugus R asam-amino

• Struktur kuartener: Gabungan beberapa poliprptida berstruktur tersier

(83)

Pelipatan Polipeptida

Karbon Ca

berfungsi sebagai engsel sehingga asam-asam

amino akan bebas

berorientasi dan melipat

(84)

Struktur Sekunder

Heliks a Lembaran b

Heliks-a terbentuk akibat munculnya

ikatan hidrogen antara gugus NH dengan CO antara 2 asam amino

Lembaran b terbentuk ikatan hidrogen antara dua utas peptida yang berdampingan

(85)

Heliks-a dan lembar-b pada satu molekul protein

(86)

Struktur

Tersier Protein

Bentuk 3 dimensi yang dihasilkan berkat

terbentuknya ikatan antar gugus R

berbagai asam amino

Ikatan hidrogen, ikatan ion, atau ikatan disulfida antar dua sistein

Struktur ini juga

dibentuk oleh orientasi gugus R, internal atau eksternal

(87)

Contoh Orientasi Gugus R dalam

pembentukan kantong heme mioglobin

Kantong heme

meru-pakan situs

tempat heme, yang berfungsi sebagai tempat oksigen

Kantong heme terbentuk oleh sejumlah asam amino hidrofob

(orientasi internal)

(88)

Struktur Kuartener Protein,

merupakan gabungan dari beberapa polipeptida berstruktur tersier

Hemoglobin TMV

(89)

Hubungan Struktur dengan Fungsi Protein

• Fungsi protein ditentukan oleh strukturnya;

contoh: fungsi enzim ditentukan situs aktifnya, fungsi antibodi ditentukan oleh situs pengenal antigen

• Struktur yang menentukan fungsi adalah

struktur akhir; struktur tersier untuk protein

monomer, dan struktur kuartener untuk protein oligomer

• Struktur akhir ditentukan oleh runtunan asam amino struktur primer; dan runtunan asam

amino ditentukan oleh runtunan basa gen penyandinya

(90)

Proses Pascatranslasi

• Modifikasi rantai asam amino

– Modifikasi asam amino: pada protein ditemukan

adanya jenis asam amino yang tidak terdapat pada translasi; asam aminonya lebih dari 20

– Penambahan asam amino : kemungkinan berhubungan dengan regulasi

– Penambahan karbohidrat

– pembentukan ikatan silang antar polipeptida

• Pemotongan rantai asam amino

– Praproteinprotein aktif

– Pembuangan ruas signal (protein ekstraselular)

(91)

Pemotongan Ruas Signal

Ruas signal trasport dipotong setelah protein menembus membran

Retikulum endoplasma Signal dipotong

(92)

Klasifikasi protein berdasarkan fungsinya

• Enzim

• Hormon

• Protein Toksin

• Antibodi

• Protein Sistem Transfortasi

• Protein Sistem Kontraksi

• Protein Penyimpan dan Cadangan

• Protein Penyangga Struktur

(93)

Protein, Mutasi dan Keragaman Hayati

• Perubahan struktur gen atau mutasi akan menyebabkan terjadinya perubahan protein yang disandikannya

– Perubahan susunan nukleotida DNA akan

menyebabkan perubahan susunan asam amino protein

• Perubahan protein/enzim akan menybabkan perubahan metabolisme, dan akhirnya akan menyebabkan perubahan fenotipe organisme

• Keragaman genetik, dan protein merupakan dasar keragaman hayati

(94)