ekpresi gen

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 1/39

Central Dogma of

Molecular Biology

KSPR SI G N

DR. Restu Syamsul Hadi,M.Kes

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 2/39

merupakan rangkaian proses penerjemahan informasigenetik (dalam bentuk urutan basa pada DNA  atau RNA )menjadi protein 

Ekspresi gen

Proses ekspresi gen mengikuti tahapan yang samauntuk semua bentuk kehidupan, dan disebut dogmasentral

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 3/39

DNA

RNA

AMINO ACID

Replikasi

Transkripsi

Translasi

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 4/39

Ada 3 proses :

• Replikasi

 – DNA menghasilkan DNA

• Transkripsi – menghasilkan RNA dari DNA

• Translasi

 – Menghasilkan asam amino dari RNA

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 5/39

• Diperlukan untuk terjadinya pembelahan

• DNA polymerase mengikat nukleotid

bebas untuk melengkapi basapasangannya

• Diperlukan enzim untuk menjaga agar

terhindar dari kesalahan

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 6/39

• DNA cetakan

• Molekul Deoksi ribonukleotida (basa purin-pirimidin, gula

/deoksiribosa, gugus fosfat)

• DNA polymerase, enzim utama  –katalisis proses

polimerisasi nukleotida

• Enzim primase,mengkatalisis primer untuk memulai

replikasi

• Enzim Helikase dan girase, membuka untaian DNA

induk

• Enzim ligase, menyambung fragmen DNA

KOMPONEN UTAMA REPLIKASI

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 7/39

Sintesis Protein

:

DNA RNA ProteinsReplikasi Transkripsi Translasi

Replikasi : proses perbanyakan bahan genetik

- proses yang mengawali pertumbuhan sel- setiap sel anakan (progeny) yang dihasilkan punya

komposisi yang identik dengan induk

- merupakan proses pengkopian rangkaian molekul

genetik

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 8/39

Model Replikasi DNA  

 Ada 3 hipotesis:1. Semikonservatif2. Konservatif

3. Dispersif

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 9/39

REPLIKASI DNA

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 10/39

• Rantai DNA membelah

• Berpasangan dengan RNA pasangannya

• Melibatkan RNA polymerase

Transkripsi berlangsung dalam empat tahap,yaitu pengenalan promoter, inisiasi,elongasi, dan teminasi.

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 11/39

Enzim RNA polimerase mengikat untai DNA cetakanpada suatu daerah (promoter) yang mempunyaiurutan basa tertentu sepanjang 20 hingga 200 basa..

Setelah mengalami pengikatan oleh promoter, RNApolimerase akan terikat pada suatu tempat di dekatdaerah promoter, yang dinamakan tempat awalpolimerisasi.

Selama sintesis RNA berlangsung RNA polimerasebergerak di sepanjang molekul DNA cetakan sambilmenambahkan nukleotida demi nukleotida kepadauntai RNA yang sedang diperpanjang.

Molekul RNA yang baru saja selesai disintesis, dan juga enzim RNA polimerase, segera terlepas dari untaiDNA cetakan begitu enzim tersebut mencapai urutan

basa pengakhir (terminasi).

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 12/39

Sintesis Protein : Transkripsi 

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 13/39

DNA

Cytoplasm

 Nucleus

Transkripsi Eukariotik  

Export

G AAAAAA

RNA

Transcription

G AAAAAA

RNAProcessing

mRNA

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 14/39

3 Tipe RNA

• Messenger RNA (mRNA) – DNA template

• Transfer RNA (tRNA) – pembawa asam

amino• Ribosomal RNA (rRNA) – komponen mayor

pada Ribosome

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 15/39

Structural characteristics of RNAmolecules

• Single polynucleotide strand whichmay be looped or coiled (not a double

helix)• Sugar Ribose (not deoxyribose)

• Bases used: Adenine, Guanine, Cytosine

and Uracil (not Thymine).

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 16/39

• Pada sitoplasma, mRNA berikatan dengansatu unit ribosom.

• Masing-masing tRNA berikatan dengansatu asam amino.

• Asam amino terikat mRNA bergerak pada

ribosome menghasilkan rantai polipeptida.

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 17/39

Protein Synthesis: Translation 

Translasi merupakan proses pengkodean dari molekulmRNA menjadi rantai polipeptida.

Masing-masing dengan 3 nukleotida pada mRNA yangdisebut dengan kodon ( codon or three-letter codeword). 

Masing-masing kodon merupakan kode spesifik dariasam amino.

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 18/39

Protein Synthesis: Translation 

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 19/39

H

P

O

O

HO

O

O

CH2 NH2 N

NH

N

N

HOH

P

O

O

HO

O

O

CH2 

NH2 

N

N

N

N

H

P

O

OH

HO

O

O

CH2 

NH2 

N

N

N

N

O

 A Codon

Guanine

Adenine

Adenine

Arginine

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 20/39

Protein Synthesis: Translation 

• Kode digunakan 3 huruf karena ada 20asam amino yang berbeda untukmenghasilkan protein.

• Ada 4 basa dalam RNA (ATGC), maka 42 (4x 4)=16; 43 (4x4x4)=64.

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 21/39

Protein Synthesis: Translation 

•Dengan 3 huruf maka akan ada 64 kodon

• Artinya akan ada satu asam amino yang dikodedengan lebih dari satu kodon.

•Kodon (UAA, UAG, & UGA) untuk stop codons, ini

kodon untuk menghentikan sintesis.•Disamping mengkode asam amino methionine, kodon AUG merupakan kodon  “initiator” codon, yang

memulai sintesis protein

P t i S th i T l ti

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 22/39

Protein Synthesis: Translation 

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 23/39

Protein Synthesis: Translation 

Transfer RNA (tRNA)• Molekul tRNA memiliki tempat perlekatan yangpenting.

•Satu sisi, disebut anticodon, yang mengikat kodondengan molekul mRNA.

•Sisi yang lain sebagai tempat mengikat amino acid.

•Selama sintesis protein, anticodon dari molekul tRNA

merupakan base pairs /pasangan kodon dengankodon mRNA.

i S h i l i

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 24/39

Protein Synthesis: Translation 

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 25/39

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 26/39

Protein Synthesis: Translation 

Ribosome:•Tersusun dari 2 subunits, besar dan kecil, masing-masing subunit mengandung ribosomal RNA(rRNA) & proteins.

•Sintesis Protein dimulai ketika dua subunits ribosommengikat mRNA.

•Kodon initiator AUG berikatan dengan anticodon of

tRNA

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 27/39

Protein Synthesis: Translation 

Ribosome:•Sintesis protein berlangsung sampai stopcodon hingga dihasilkan sintesis protein baru

dan proses translasi selesai.

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 28/39

Protein Synthesis: Translation 

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 29/39

AE

Large

subunit

P

Small

subunit

Translation - Initiation

fMet

UAC

GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA 5’ mRNA

3’ 

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 30/39

AE

Ribosome P

Arg

Aminoacyl tRNA

PheLeu

Met

Ser

Gly

Polypeptide

CCA

Translation - Elongation

GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA 5’ mRNA

3’ 

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 31/39

AE

Ribosome P

PheLeu

Met

Ser

Gly

Polypeptide

Arg

Aminoacyl tRNA

UCUCCA

Translation - Elongation

GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA 5’ mRNA

3’ 

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 32/39

AE

Ribosome P

CCA

Arg

UCU

PheLeu

Met

Ser

Gly

Polypeptide

Translation - Elongation

GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA 5’ mRNA

3’ 

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 33/39

AE

Ribosome P

Translation - Elongation

Aminoacyl tRNA

Ala

CCA

Arg

UCU

PheLeu

Met

Ser

Gly

Polypeptide

GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA 5’ mRNA

3’ 

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 34/39

AE

Ribosome P

Translation - Elongation

Arg

UCU

PheLeu

Met

Ser

Gly

Polypeptide

CGA

Ala

GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA 5’ mRNA

3’ 

T i ti A d T l ti

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 35/39

3’ 

5’ 

5’ 

3’ 

Transcription And TranslationIn Prokaryotes

Ribosome

Ribosome

5’ 

mRNA

RNAPol.

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 36/39

Figure 17.UN04

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 37/39

tRNA

Polypeptide

Aminoacid

E A Anti-

codon

RibosomemRNA

Codon

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 38/39

Sintesis protein merupakan proses yang berlangsung denganarah tertentu sebagai berikut.

1. Molekul mRNA ditranslasi dengan arah 5’ → 3’, tetapi tidakdari ujung 5’ hingga ujung 3’. 

2. Polipeptida disintesis dari ujung amino ke ujung karboksil

dengan menambahkan asam-asam amino satu demi satuke ujung karboksil.

7/24/2019 Ekpresi Gen

http://slidepdf.com/reader/full/ekpresi-gen 39/39

Terimakasih