Proses sintesis protein terdiri dari 5 tahap yaitu aktivasi asam amino, inisiasi rantai polipeptida, pemanjangan rantai, terminasi dan pembebasan, serta pengemasan dan prosesing. Rangkaian tahapan ini melibatkan berbagai faktor dan enzim untuk membentuk rantai polipeptida sesuai kode genetik yang ditentukan mRNA.

1. S IN T E S IS
P R O T E IN

2. 5 TAHAP SINTESIS PROTEIN
1. Aktivasi asam amino
2. Inisiasi rantai polipeptida
3. Pemanjangan rantai
4. Terminasi dan pembebasan
5. Pengemasan dan prosesing

5. 1. Aktivasi Asam Amino
Terjadi di dalam sitosol
Tiap asam amino mengikat pada tRNA
spesifik
Membutuhkan ATP
Membutuhkan enzim spesifik untuk tiap
asam amino yaitu: aminoacyl – tRNA
syntetase yang membutuhkan ion Mg2+

6. 2. Inisiasi Rantai Polipeptida
Pada prokaryot membutuhkan:
Sub unit 30S yang berisi16S rRNA
mRNA coding untuk polipeptida yang kan
dibuat N – formyl methionyl – tRNAf met
Seperangkat protein disebut faktor inisiasi
(IF-1, IF-2, IF-3)

7. Pembentukan “inisiasi komplek”
A. - Sub unit 30S (ribosom) mengikat diri pada IF-3
mencegah rekombinasi sub unit 30S dan
50S
- Pengikatan mRNA ke sub unit 30S (kodon
inisiasi pada mRNA (5’) AUG (3’))
- Kodon inisiasi AUG dipandu ke posisi yang
betul pada 30S oleh “initiating signal”
- Signal berisi residu A dan G (6-8) terletak pada
sisi 5’ AUG ini dikenali dan berpasangan basa
dengan urutan-urutan pada 16S rRNA pada
sub unit 30S, sehingga mRNA terletak sangat
tepat pada kodon inisiasi.

8. B. Langkah ke-2
Kompleks sub unit 30S, IF-3 dan mRNA
membentuk senyawa lagi dengan
mengikat IF-2 yang telah berisi GTP dan
N-formyl – mothionyl – tRNAf met yang
diletakkan tepat pada kodon inisiasi

9. C. Kompleks ini berkombinasi
dengan sub unit 30S
Secara bersamaan GTP yang terikat pada
IF-2 dihidrolisis menjadi GTP dan fosfat.
Terbentuklah “initiation compleks”
Ribosom 70S yang berfungsi
Jadi 70S berisi :
mRNA
N-formyl – mothionyl – tRNAf met

10. Pengikatan N-formyl – mothionyl –
tRNAf met tepat karena:
1. Triplet antikodon pada Aminoacyl-
tRNA berpasangan basa
(antiparalel) dengan kodon AUG
pada mRNA
2. Inisiasi Aminoacyl-tRNA pengikatan
pada sisi P pada ribosom

11. Ribosom mempunyai 2 tempat
pengikatan:
Sisi P : sisi peptidyl
Sisi A : Aminoacyl

12. Inisiasi f met – tRNA hanya dapat
mengikat pada sisi P (perkecualian)
 Semua Aminoacyl – tRNA yang
datang mengikat pada sisi A
Sisi P:
–Sisi tRNA yang kosong
meninggalkan
–Sisi dimana peptidyl yang sedang
tumbuh terikat.

13. 3. Pemanjangan Rantai
Untuk pemanjangan dibutuhkan :
Kompleks inisiasi (Initiation kompleks)
Aminoacyl-tRNA berikutnya ditandai oleh
triplet kodon berikutnya pada mRNA
Faktor pemanjanganseperangkat
protein terlarut: EF-TU, EF-TS, EF-G.
Biasa ditulis: Tu, Ts, G
GTP

14. Pemanjangan terjadi dalam 3
langkah :
LANGKAH 1
Aminoacyl-tRNA mengikatka diri pada Tu
yang telah mengikat GTP
Kompleks Aminoacyl-tRNA-Tu-GTP mengikat
pada kompleks inisiasi 70S
Secara bersamaan GTP dihidrolisa
Tu GDP dilepas dari ribosom terbentuk lagi
Tu-GTP oleh adanya faktor Ts dan GTP
Aminoacyl-tRNA ke sisi A. Karena
berpasangan basa antara codon pada mRNA
dan antikodon pada Aminoacyl-tRNA yang
baru.

15. LANGKAH 2
Pembentukan ikatan peptida, ini terbentuk
antara asam amino tRNA-nya terletak
pada sisi A dan sisi P
Ini dikatalisis oleh enzym: “peptidyl
transferse”
Terbantuk dipeptidyl-tRNA pada sisi A
Inisiasi pada tRNA f met yang kosong tetap
ada di sisi P.

16. Pergerakan/pergeseran ribosom ini
disebut langkah translokasi yang
membutuhkan faktor pemanjangan G =
translokase.
Tenaga yang dibutuhkan untuk translokasi
ini dari hidrolisa GTP
Ribosom yung mengikat dipeptidyl – tRNA
dan mRNA siap untuk melakukan
pemanjangan. Siklus terulang lagi

17. Tiap asam amino ditambahkan 2 GTP
dihidrolisa menjadi GDP + Pi
Sewaktu ribosom pindah dari kodon yang
satu ke yang lain sepanjang mRNA ke
arah ujung 3’, rantai polipeptida selalu
tetap terikat pada tRNA asam amino yang
ditambahkan terakhir.

18. LANGKAH 3
Ribososm bergerak sepanjang mRNA ke
arah ujung 3’ sejauh 1 kodon.
Sehingga dipeptidyl-tRNA berpindan dari
sisi A ke sisi P. (karena dipeptidyl-tRNA
masih menempel pada kodon ke-2)
Menyebabkan tRNA yang sudah kosong
dibebaskan ke sitosol. Jadi kodon ke-3
mRNA pada sisi A dan kodon ke-2 pada
sisi P

19. 4. Pemanjangan dan Pembebasan
Terminasi diakhiri dengan 1 dari 3 kodon
triplet pada mRNA
Terjadi secepatnya setalah asam amino
terakhir disisipkan
Kodon terminasi UAA, UAG dan UGA:
nonsense triplets

20. Setelah ribosom sampai kodon terminasi
faktor pembebas R1, R2 dan 5 ambil
peranan menjadikan :
Hidrolisa/pemutusan polipeptida dari tRNA
terminal dan dibebaskan
Pembebasan tRNA terakhir yang telah
kosong dari sisi P
Dissosiasi ribosom 70S menjadi sub unit
30S dan 50S

21. 5. Pengemasan dan Prosesing
Protein menjadi berfungsi setelah dilipat
secara spesifik yang tergantung/
ditentukan urutan asam aminonya
Juga dimodifikasi supaya berfungsi yang
disebut post translational

22. Beberapa macam prosesing
Modifikasi asam amino terminal dan
karboksil terminal. Semua polipeptida,
dimulai dengan residu N-formilmetionin
(pada prokariyot), tetapi gugus formil dan
metionin pemuka dapat dibebaskan oleh
kerja spesifik, sehingga tidak muncul pada
protein bentuk akhir.

23. Beberapa protein menjadi “pemimpin”
polipeptida spesifik yang berfungsi:
Sebagai isyarat untuk mengarahkan ke
tempat tujuan.
Uruta pemberi isyarat mempunyai 15-30
residu as.amino banyak di antaranya
menjadi gugus hidrofobik

24. SINTESIS PROTEIN DIHAMBAT
OLEH BERBAGAI ANTIBIOTIK
Puromycin (dari jamur Streptomyces
alboniger)
– Mempunyai struktur = ujung 3’ aminoacyl – tRNA
– Mengganggu pemanjangan karena
menggantikan aminoacyl tRNA yang datang
sehingga terbentuk peptidyl puromycin

25. Tetracyclin
– Memblokir sisi A ribosom menyebabkan
pengikatan aminoacyl-tRNA tertahan /
terhalangi
Cloramphenicol
– Menghambat sintesis protein pada
prokaryotik, mitokondria tapi tidak
menghambat sintesis protein ekstra
mitokondrial.

26. Cycloheximide
– Menghambat sintesis protein oleh ribosom
80S (eukaryot) tapi tidak 70S (prokaryot) atau
mitokondria ribosom
Streptomycin
– Kesalahan pembacaan kode genetis
Tunicamyein
Diphtheria toxin
Ricin
– Menonaktifkan sub unit 60S eukaryot ribosom

27. Pada beberapa protein, gugus amino dan
residu terminal amino mengalami asetilasi
setelah transkripsi pada protein lain,
residu terminal karboksil dapat
dimodifikasi
Terlepasnya urutan pemberi isyarat
– Beberapa protein dibuat dengan urutan ekstra
polipeptida yang terdiri dari 15-30 residu pada
ujung terminal amino sehingga untuk
mengarahkan protein sampai pada tujuab
akhirnya di dalam sel, maka urutan
pengisyarat akan dibebaskan oleh peptidase
spesifik

28. Reaksi karboksilasi
– Ex: Gugus karboksil tambahan ditambahkan
pada residu asam asparat dan glutamat pada
beberapa protein (pada protrombin)
Metilasi gugus karboksil
– Ex: Protein otot dan sitokrom C  residu
monometil dan dimetilisasi
Pengikatan rantai sisi karbohidrat
– Rantai sisi karbohidrat glikoprotein diikat
secara kovalen selama / setelah sintesis
rantai polipeptida

29. Penambahan gugus prostetik
– Ex: molekul biotin yang terikat secara kovalen
pada asetyl ko-A
Pembentukan jembatan disulfida
– Membantu melindungi konformasi lipatan asal
molekul protein dari denaturasi

30. Protein yang terbentuk sering di
arahkan ke lokasi akhirnya
Protein yang baru terbentuk dapat:
--dikirim langsung ke sitosol, -- dikirim ke
organel sel, disekresikan keluar sel, --
diselipkan ke suatu membran sel. 
Bagaimana menemukan jalannya?