ASAM NUKLEAT, PROTEIN, ALIRAN INFO GENETIK 2010.pdf

Asam nukleat dan Protein Aliran informasi genetikPustaka:Glick, BR and JJ Pasternak, 2003, Molecular Biotechnology: Principles and Applications of Recombinant DNA, ASM Press, Washington DC, hal. 23-46 dan 75-78Groves MJ, 2006, Pharmaceutical Biotechnology, 2nd ed., CRC, Taylor & Francis, hal. 5 – 29

SekolahSekolah FarmasiFarmasi ITBITB BioteknologiBioteknologi FarmasiFarmasi -- FA 4202FA 4202 Asam Nukleat, Protein, Aliran info genetik Asam Nukleat, Protein, Aliran info genetik 22

ASAM NUKLEAT, POLIPEPTIDA DAN PROTEIN

http://laxmi.nuc.ucla.edu:8248/M248_98/intro/DNA.gif

DEBBIE S. RETNONINGRUMSEKOLAH FARMASIINSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG


ASAM NUKLEAT

DNA dan RNAPolimer/PolinukleotidaMonomer : nukleotidaKomponen : gula, fosfat, basa

SekolahSekolah FarmasiFarmasi ITBITB BioteknologiBioteknologi FarmasiFarmasi -- FA 4202FA 4202 Asam Nukleat, Protein, Aliran info genetik Asam Nukleat, Protein, Aliran info genetik 44www.esb.utexas.edu/ mabrybio211/chapter05/ch5.htm

Struktur Nukleotida dan Polinukleotida



Tulang punggung :Fosfat-gulaBasa dalam untaiAntiparalel

Polaritas : 5’→3’ vs 3’→5’

Komplemen :Pasangan basa(C=O dan N-H basaantar polinukleotida)

Ikatan fosfodiester(antar nukleotida)

DNADNA


KROMOSOM VS PLASMID

KROMOSOM VS PLASMID


SEL

DNA : menyimpan dan mentransmisi informasi

genetik

RNA : berperan dalam ekspresi informasi genetik

Protein : hasil dari ekspresi informasi genetik

memiliki fungsi tertentu




Gula: deoksiribosa

Basa: AGCT

Untai ganda

Prokariot: sitoplasma

Eukariot: inti

Penyimpan informasi

Gula: ribosa

Basa: AGCU

Untai tunggal

Prokariot: sitoplasma

Eukariot: inti dansitoplasma

Hasil transkripsi

DNA vs RNA


POLIPEPTIDAPOLIPEPTIDA

PROTEINPROTEINPolimer

Monomer : asamamino (20 aa)

Polaritas :Ujung N - Ujung C

Ikatan peptida


Asam Amino


Amino acid One letter symbol Three letter symbolalanine A Alaarginine R Argasparagine N Asnaspartic acid D Aspcysteine C Cysglutamic acid E Gluglutamine Q Glnglycine G Glyhistidine H Hisisoleucine I Ileleucine L Leulysine K Lysmethionine M Metphenylalanine F Pheproline P Proserine S Serthreonine T Thrtryptophan W Trptyrosine Y Tyrvaline V Val

Asam amino


Urutan asam amino insulin manusia


Urutan asam amino Interferon α 2a

• MCDLPQTHSLGSRRTLMLLAQMLRISLFSCLKDRH DFGFPQEEFGNQFQKAETIPVLHEM IQQIFNLFST KDSSAAWDET LLDKFYTELY QQ LNDLEACVIQGV GVTETPLMKEDSILAV RKY FQRITLYLKEKKYSPCA WEVVRAEIMRSFS LSTNLQESLRSKE

• panjang 165 asam amino



Struktur primer Protein


Heliks α: Ala, Phe, Leu (sering)Arg, Glu, Pro (jarang)

Lembaran β: Gly, Ala, SerPro: merusak

β-turn: Pro, gly

Struktur sekunder Protein


Struktur sekunder Protein• Heliks kolagen: left-handed helix

• Urutan yang mempunyai kecenderungan membentuk heliks kolagen: Gly-X-YX= sering kali pro


Struktur sekunder vs tersier


STRUKTUR TERSIER:HELIKS αLEMBARAN ββ-BEND

Interaksi non-kovalen:Ikatan vam der waalsInteraksi elektrostatikIkatan hidrogenInteraksi hidrofob

Ikatan disulfida


Struktur kuarterner Protein


STRUKTUR KUARTENER• Asosiasi dua atau lebih rantai polipeptida

• Dapat rantai polipeptida yang sama atau berbeda (homodimer vs heterodimer)

• Terdiri atas subunit / monomer

• Interaksi non kovalen (lemah):– Interaksi hidrofob– Ikatan hidrogen– Interaksi van der waals– Ikatan disulfida


KLASIFIKASI PROTEIN


NukleotidaPolaritas 5’ – 3’IkatanfosfodiesterPenyimpaninformasi

Asam aminoPolaritas N – CIkatan peptida

Hasil ekspresi DNA

Asam nukleat vs Protein


SENYAWA TERAPEUTIK• PROTEIN: INSULIN, INTERFERON,

STREPTOKINASE, ERITROPOEITIN, ANTIBODI MONOKLONAL, HBsAg

• DNA: TERAPI GEN, DNA ANTISENS, OLIGONUKLEOTIDA, VAKSIN DNA


ALIRAN INFORMASI ALIRAN INFORMASI GENETIKGENETIK


PRODUK BIOTEKNOLOGI FARMASI

• ASAM NUKLEAT (DNA DAN RNA)

• PROTEIN (OBAT, VAKSIN, KIT DETEKSI): HASIL TRANSKRIPSI DAN TRANSLASI MATERI GENETIK

• PEPTIDA (LEBIH PENDEK DARI PROTEIN)



MENGAPA INFORMASI TENTANG TRANSKRIPSI PENTING?

• PROTEIN INGIN DIPEROLEH DALAM JUMLAH BESAR

• SALAH SATU STRATEGI ADALAH MENINGKATKAN EFISIENSI TRANSKRIPSI


TRANSKRIPSI• SINTESIS RNA (mRNA, rRNA, tRNA)

MENGGUNAKAN INFORMASI PADA DNA– RNA POLIMERASE (PROTEIN)– PROKARIOT (SITOPLASMA) ; EUKARIOT (INTI)– PROMOTOR (KUAT vs LEMAH)– TERMINATOR (KUAT vs LEMAH)

• OPERATOR (REGULASI)• SITUS AKTIVATOR (REGULASI)


mRNA

TRANSKRIPSI


TRANSKRISPI DAN BIOTEKNOLOGI

• PROMOTOR DAN TERMINATOR KUAT

• PROMOTOR DAN TERMINATOR DIKENALI OLEH RNA POLIMERASE INANG




TRANSKRIPSI BALIK

• KEBALIKAN TRANSKRIPSI• RNA → DNA (cDNA)• REVERSE TRANSKRIPTASE• VIRUS (RETROVIRUS, HIV) dan

virus hepatitis B



TRANSLASI• SINTESIS POLIPEPTIDA MENGGUNAKAN

INFORMASI YANG ADA PADA mRNA

• CETAKAN mRNA (tRNA dan rRNA TIDAK DITRANSLASI TETAPI BERFUNGSI LANGSUNG)

• LOKASI DI RIBOSOM

• KOMPONEN YANG DIBUTUHKAN– mRNA– RIBOSOM BINDING SITE (RBS) UNTUK

PROKARIOT– AUG (KODON START)– UAA, UGA, UAG (KODON STOP)


Translasi


Kodon stop Kodon start


Promotor

Komponen transkripsi: promotor, terminator, situs inisiasitranskripsi

Komponen translasi: RBS, kodon start, kodon stop

Inisiasitranskripsi

Coding sequence

terminator

5’

3’

3’

5’

RBS

Kodon start

Kodon stop

ORGANISASI GEN PROKARIOT



Eukariot vs Prokariot



ORGANISASI GEN EUKARIOT


TRANSKRIPSI (EUKARIOT)

• HASIL TRANSKRIPSI: RNA PRIMER (INTRON DAN EKSON)

• PENAMBAHAN CAP DAN EKOR POLI A

• PENGHILANGAN INTRON (SPLICING)

• RNA MATANG DIKIRIM KELUAR INTI SIAP DITRANSLASI DI SITOPLASMA


MENGAPA INFO MENGENAI TRANSKRIPSI PADA EUKARIOT PENTING?

• PROTEIN DARI EUKARIOT BANYAK DIGUNAKAN SEBAGAI PROTEIN TERAPEUTIK

• INFORMASI PADA PROTEIN TERLETAK PADA mRNA MATANG TANPA INTRON

• MULAI BEKERJA DARI mRNA MATANG →DNA


TRANSKRIPSI BALIK• MASALAH PADA EUKARIOT ADALAH GEN

MENGANDUNG INTRON DAN EKSON

• SINTESIS DNA MENGGUNAKAN MRNA SEBAGAI CETAKAN

• DNA HASIL SINTESIS DISEBUT cDNA (TIDAK MENGANDUNG INTRON)

• KATALISIS OLEH REVERSE TRANSKRIPTASE

Documents

ASAM NUKLEAT, PROTEIN, ALIRAN INFO GENETIK 2010.pdf