ADA APA DENGAN REPLIKSI DNA?
KEPO TENTANG REPLIKASI DNA?
CHECK THIS OUT please!!!!!!
REPLIKASI DNA 3D
REPLIKASI
DNA
Proses replikasi DNA
merupakan suatu masalah yang kompleks, dan melibatkan rangkaian protein dan
enzim yang secara kolektif merakit nukleotida dalam urutan yang telah
ditentukan. Proses replikasi DNA ini
antara lain adalah Konserpatif, Semikonserpatif, dan Dispersif. Proses ini
dipengaruhi oleh enzim DNA-polimerase, dalam proses replikasi DNA ini akan
terbentuk dua pasang “double helix” sedangkan pada proses sebelumnya hanya ada
sepasang “double helix” saja. Proses replikasi DNA ini antara lain yaitu :
·Konserpatif, “Double helix” parental
tetap utuh, tetapi keseluruhannya dapat mencetak “double helix” baru.
·Semikonserpatif, Dua pita spiral dari
“double helix” memisahkan diri. Tiap pita tunggal dari “double helix” parental
ini berlaku sebagai pencetak (model) untuk membentuk pita pasangan yang baru.
·Dispersif, Kedua buah pita dari “double
helix” parental terputus-putus. Segmen-segmen ADN parental dan segmen-segmen
ADN yang dibentuk baru saling bersambungan dan menghasilkan dua “double helix”
baru ( Suryo, 2013 ).
REPLIKASI
DNA
Mekanisme replikasi
bahan genetik sangat kompleks dan melibatkan banyak protein yang masing-masing
mempunyai peranan spesifik.. protein-protein yang terlibat di dalam proses
replikasi bahan genetik di kode oleh gen-gen yang terdapat di dalam bahan
genetik itu sendiri. Secara umum, replikasi bahan genetik merupakan proses
pengkopian/penggandaaan rangkaian molekul bahan genetik (DNA/RNA) sehingga
dihasilkan molekul anakan yang sangat identik. (Triwibowo Yuwono, 2002).
MODEL
DNA
Watson dan Crick menyatakan
bahwa setiap untai DNA dapat berperan sebagai cetakan bagi untai
komplementernya. Jika heliks ganda dapat mengurai dan memisah, maka untai-untai
yang terbentuk dapat menarik basa-basa komplementernya (seperti dalam sintesis
mRNA), dengan demikian, masing-masing untai awal itu akan berasosiasi lagi
dengan komplemennya, dan dua heliks ganda yang identikpun tercipta. Peristiwa
itu disebut sebagai replikasi semikonservatif, sebab masing-masing heliks
ganda yang terbentuk mengandung satu untai ‘induk’ dan satu untai yang baru
tersintesis. (George H. Fried, 2005)
Pada tahun 1958, Matthew
Meselson dan Franklin Stahl berhasil menunjukkan secara empiris
bahwa replikasi DNA berlangsung dengan mekanisme secara semikonservatif.
Meselson dan Stahl melakukan eksperimen untuk mengetahui mekanisme replikasi
DNA dengan menggunakan bekteri Escherchia coli. Hasil eksperimen Meselson
dan Stahl tersebut dengan jelas menunjukkan bahwa molekul DNA anakan terdiri
atas satu untai DNA induk dan satu untai DNA hasil sintesis baru sehingga
sesuai dengan model replikasi secara semikonservatif. (Triwibowo Yuwono,
2002).
Komponen-Komponen
Penting dalam Replikasi
- ·
DNA polimerase, yaitu enzim utama yang
mengkatalis proses polimerisasi nukleotida menjadi untaian DNA.
- ·
DNA cetakan, yaitu molekul DNA atau RNA
yang akan di replikasi.
- ·
Primase, yaitu enzim
yang mengkatalisis sintesis primer untuk memulai replikasi DNA. Helikase, enzim pembuka ikatan untaian DNA induk.
- ·
DNA ligase, yaitu suatu enzim yang
berfungsi untuk menyambung fragmen-fragmen DNA.
MEKANISME REPLIKASI (SINTESIS DNA)
Mekanisme DNA
berlangsung dalam beberapa tahap yaitu: (1) denaturasi (pemisahan) untaian DNA
induk, (2) peng-”awal”-an/permulaan (inisiasi) sintesis DNA, (3) pemanjangan
untaian DNA, (4) memprimerkan sintesis DNA (Ligasi fragmen-fragmen DNA), dan
(5) terminasi sintesis DNA.
1. Denaturasi
(Pemisahan) Untaian DNA Induk
Sintesis untaian DNA
baru akan dimulai segera setelah kedua untaian DNA induk terpisah membentuk garpu
replikasi. Pemisahan kedua untaian DNA induk yang akan di replikasi dilakukan
oleh enzim DNA Heliksase. Kedua untaian DNA induk digunakan sebagai cetakan
untuk menyintesis DNA baru. Sintesis DNA berlangsung dengan orientasi 5 à 3.
Oleh karena ada dua untaian DNA cetakan yang orientasinya berlawanan, maka
sintesis kedua untaian DNA baru juga berlangsung dengan arah geometris yang
berlawanan, namun semuanya tetap dengan orientasi 5 à 3. Keadaan
semacam ini menimbulkan perbedaan dalam hal mekanisme sintesis antara kedua
untaian DNA baru. (Triwibowo Yuwono, 2002).
2. Inisiasi
Sintesis DNA
Inisiasi replikasi DNA
adalah proses permulaan sintesis untaian DNA yang sebelumnya didahului oleh
sintesis molekul primer. Dalam proses replikasi, garrpu replikasi akan membuka
secara bertahap dimulai dari titik awal replikasi (ori)/pangkal replikasi (origin
of replication) dan akan bergerak sepanjang DNA cetakan sampai semua molekul
DNA induk di replikasi. Seperti telah disinggung sebelumnya, kedua untaian DNA
yang baru disintesis dengan arah geometris yang berlawanan. Salah satu untaian
DNA disintesis dengan arah geometris yang searah dengan pembukaan garpu
replikasi, sedangkan untaian DNA lain di sintesis dengan arah yang berlawanan.
Oleh karena itu, sintesis untaian DNA baru yang searah dengan pembukaan garpu
replikasi akan dapat dilakukan tanpa terputus (sintesis secara kontinu).
Untaian DNA yang di sintesis secara kontinu semacam ini disebut sebagai untaian
DNA awal (leading strand). Sebaliknya, sintesis untaian DNA yang
berlawanan arah geometrinya dengan arah pembukaan garpu replikasi dilakukan
secara tahap demi tahap (sintesis secara diskontinu). Hal ini terjadi karena
proses polimerisasi pada untaian DNA ini hanya dapat dilakukan setelah DNA
cetakannya membuka seiring dengan membukanya garpu replikasi. Untaian DNA yang
disintesis secara lambat semacam ini disebut untaian DNA lambat (lagging
strand). (Triwibowo Yuwono, 2002).
3. Pemanjangan
Untaian DNA
Pemanjangan DNA baru
pada cabang replikasi di katalis oleh enzim-enzim yang disebut DNA
polimerase. Saat nukleotida-nukleotida berjejer dengan basa-basa
komplementer sepanjang untaian pola cetakan DNA nukleotida-nukleotida ini di
tambahkan oleh polimerase satu demi satu, ke ujung yang baru tumbuh
dari untai DNA yang baru. Laju pemanjangannya kurang lebih 500 nukleotida per
detik pada bakteri dan 50 per detik pada sel-sel manusia. (Neil A. Campbell,
2002)
DNA polimerase
menambahkan nukleotida hanya pada ujung 3’ yang bebas dari untai DNA yang
sedang terbentuk, tidak pernah pada ujung 5’. Jadi, untai DNA baru dapat
memanjang hanya pada arah 5’ à 3’. Disepanjang salah satu untai
cetakan, DNA polimerase dapat mensintesis untai komplementer yang
kontinu dengan memanjangkan DNA yang baru ini dengan arah 5’ à 3’
yang bersifat wajib.Polimerase tersebut semata-mata bersarang pada cabang
replikasi dan bergerak di sepanjang untai cetakan seiring bergeraknya cabang.
Untai DNA yang dibuat dengan metode ini disebut leading strand (untai
pemimpin).
Untuk memanjangkan
untai baru DNA yang lain, polimerase harus bekerja di sepanjang
cetakan jauh dari cabang replikasi. Untai DNA yang disintesis dalam arah ini
disebut lagging strand. Prosesnya analog dengan metode menjahit yang
disebut stik balik. Saat gelembung replikasi terbuka, molekul polimerase dapat
bekerja jauh dari cabang replikasi dan mensintesis segmen pendek DNA. Saat
gelembung berkembang, satu segmen pendek lagging strand lainnya dapat
dibuat dengan cara yang sama. Berbeda dengan leading strand, yang
memanjang terus menerus, lagging strandpertama kali disintesis sebagai
serangkaian segmen. Potongan ini disebut fragmen Okazaki, sesuai dengan nama
saintis Jepang yang menemukannya. Panjang fragmen-fragmen ini sekitar 100-200
nukleotida. (Neil A. Campbell, 2002).
4. Memprimerkan
Sintesis DNA
DNA polimerase sebenarnya
tidak dapat memulai sintesis sebuah polinukleotida, tetapi hanya dapat
menambahkan nukleotida pada ujung rantai yang sebelumnya sudah ada. Di dalam
sel, rantai asli yang sebelumnya sudah ada, primer, bukanlah DNA, tetapi
potongan pendek RNA, kelas lain asam nukleat. Suatu enzim yang disebut primasemenggabungkan
nukleotida-nukleotida RNA untuk membentuk primer, yang panjangnya kurang lebih
10 nukleotida pada eukariota. DNA polimerase yang lain kemudian
menggantikan nukleotida-nukleotida RNA dari primer-primer ini dengan versi DNA.
Hanya satu primer yang dibutuhkan agar DNA polimerase dapat mulai
mensintesis leading strand dari untai DNA baru. Untuk lagging
strand, setiap fragmen harus diprimerkan, primer-primer ini diubah ke DNA
sebelum DNA ligasemenggabungkan fragmen-fragmen tersebut menjadi satu.
(Neil A. Campbell, 2002).
5. Terminasi
Sintesis DNA
Setelah dilakukan
inisiasi dan polimerisasi, akhirnya proses replikasi DNA akan di akhiri dengan
proses terminasi atau pengakhiran replikasi. Pada prokaryot, replikasi genom
berbentuk lingkar akan berakhir pada waktu kedua garpu replikasi bertemu pada
satu titik. Titik tempat pengakhiran replikasi disebut sisi terminasi.
Pada eukariyot, keadaannya menjadi lain karena struktur genomnya linear
sehingga ada komplikasi terminasi replikasi pada ujung-ujung kromosom.
(Triwibowo Yuwono, 2002)
Daftar
Pustaka
Campbell, Neil A. 2002. Biologi Edisi Kelima. Jakarta. Penerbit: Erlangga
Fried, George H. 2005. Biologi Edisi Kedua. Jakarta. Penerbit: Erlangga
Kimball, John W. 1983. Biologi. Jakarta. Penerbit: Erlangga
Suryo. 2013 .Genetika.Yogyakarta:
Gadjah Mada University Press.
Yuwono, Triwibowo, Yuwono. 2002. Biologi Molekular. Jakarta. Penerbit:
Erlangga
DIBUAT OLEH KELOMPOK 4 YANG BERANGGOTAKAN :
Alfi Nurcahyasari (1700017086)
Nuri Dwi Astuti (1700017085)
Novilia S. (1700017090)
Komentar
Posting Komentar