OLEH:

MUHAMAD FADILLAN AMIR P3300209002

ABDUL MALIK P3300209033

DARMAWATI P3300209014

FIKRI RIZKI MALIK P3300209029

REPLIKASI DNA

Pendahuluan

Bahan genetik pada setiap jasad akan mengalami prosesperbanyakan.

Perbanyakan ini sebagai salah satu tahapan sangatpenting dalam proses pertumbuhan sel.

Proses perbanyakam ini disebut denan replikasi.

Replikasi bahan genetik diikuti oleh pembentukan sel-selanakan yang membawa duplikat bahan genetik hasilreplikasi

Secara umum, replikasi bahan genetik merupakan prosespengkopian rangkaian molekul bahan genetik (DNA atauRNA) sehingga menghasilkan molekul anakan yang sangat identik.

Model Replikasi DNA

Sebelum mekanisme replikasi DNA dibuktikan secara eksperimental olehMatthew Meselson dan Franklin Stahl, terdapat tiga hipotesis yang berkembang tentang mekanismereplikasi DNA.

Replikasi secara Semikonservativ; setiap molekul untai ganda DNA anakan terdiri atas satu untai tunggalDNA induk dan satu untai tunggalDNA hasil sintesis baru.

Lanjutan…………………..

Replikasi secaraKonservatif; molekul DNA untai ganda induktetap bergabung sedangkankedua untaian DNA anakanterdiri atas molekul hasil sintesisbaru.

Replikasi secaraDispersif; molekul DNA induk mengalamifragmentasi sehingga DNA anakan terdiri dari campuranmolekul lama, berasal dari DNA induk dan molekul hasil sintesisbaru.

Replikasi DNA berlangsung secara semikonservatif :

Kedua untai DNA berpisah (unwinding)

untai ganda (dsDNA) untai tunggal (ssDNA)

Kedua ssDNA berlaku sebagai template (cetakan) untuksintesis DNA baru komplemennya.

DNA generasi baru adalah dsDNA terdiri dari satu untai DNA asal dan satu untai DNA baru hasil sintesis , keduanya identikdengan DNA mula-mula (parent DNA).

Replikasi DNA secara semikonservatif dibuktikandengan experimen oleh Messelson dan Stahl (1958).

Lanjutan…………………..

Mekanisme Dasar Replikasi DNA

Proses awal replikasi DNA ialah dengan proses pemutusan untaiganda menjadi untai tunggal (denaturasi).

Denaturasi pada awal replikasi DNA adalah proses enzimatis yang memisahkan ikan basa dan diikuti dengan pembukaan untaianDNA.

Untaian ini akan membentuk sturktur yang disebut sebagai garpureplikasi “replication fork”.

Masing-masing untaian DNA berfungsi sebagai cetakan untukpenempelan nukleotida-nukleotida yang akan menyusun molekulDNA baru.

Nukleotida-nukleotida baru akan dipolimerisasi menjadi untaianDNA baru dengan urutan sesuai urutan cetakan DNA komplemennya.

Proses polimerisasi nukleotida terjadi pada kedua untaian DNA cetakan sehingga pada akhir replikasi akan dihasilkan dua molekulDNA baru yang identik.

Mekanisme Sintesis Protein

Terjadi setelah proses pemisahan untaian molekulDNA induk membentuk garpu replikasi.

Terdapat dua untaian yang terpisah; lagging stranddan leading strand.

Pada leading strand sintesis protein terjadi secarakontinu, sedang pada lagging strand sintesis protein terjadi secara diskontinu.

Fragmen-fragmen yang disentesis pada lagging strand disebut fragmen okazaki.

Fragmen okazaki belum tersambung sempurna, nantinya akan di sambung olehDNA ligase.

Komponen Penting Dalam Replikasi

Replikasi bahan genetik ditentukan oleh beberapa komponenutama yaitu;1. DNA cetakan, yaitu molekul DNA atau RNA yang akan direplikasi.2. Molekul deoksi ribonukleotida, yaitu dATP, dTTP, dCTP, dan dGTP.

Deoksi ribonukleotida terdiri atas tiga komponen; basa purin ataupirimidin, gula 5-karbon(deoksiribosa) dan gugus fosfat.

3. Enzim DNA polimerase, yaitu enzim utama yang mengkatalisis prosespolimerisasi nukleotida menjadi untaian DNA.

4. Enzim primase, yaitu enzim yang mengkatalisis sintesis primer untukmemulai replikasi DNA.

5. Enzim pembuka ikatan untaian induk, yaitu enzim helikase dan enzimgirase.

6. Molekul protein yang menstabilkan untaian DNA yang sudah terbuka, yaitu protein SSB (single stand binding protein).

7. Enzim DNA ligase, yaitu suatu enzim yang berfungsi untukmenyambung fragmen-fragmen DNA.

Replikasi DNA. Mula-mula, heliks gandaDNA (merah) dibuka menjadi dua untaitunggal oleh enzim helikase (9) denganbantuan topoisomerase (11) yang mengurangitegangan untai DNA. Untaian DNA tunggaldilekati oleh protein-protein pengikatuntaian tunggal (10) untuk mencegahnyamembentuk heliks ganda kembali. Primase(6) membentuk oligonukleotida RNA yang disebut primer (5) dan molekul DNA polimerase (3 & 8) melekat pada seuntaitunggal DNA dan bergerak sepanjang untaitersebut memperpanjang primer, membentuk untaian tunggal DNA baru yang disebut leading strand (2) dan lagging strand (1). DNA polimerase yang membentuklagging strand harus mensintesis segmen-segmen polinukleotida diskontinu (disebutfragmen Okazaki (7)). Enzim DNA ligase (4) kemudian menyambungkan potongan-potongan lagging strand tersebut.

Proses Replikasi DNA

Replikasi DNA pada Eukaryot

Terdapat 5 macam DNA polimerisasi yang terlibatdalam proses replikasi.

Pada replikasi eukaryot terdapat banyak titik awalreplikasi (ori).

Pergerakan garpu replikasi pada replikasi eukaryotbergerak lebih lambat.

Gelembung replikasi terentang secara lateral dan replikasiterjadi ke dua arah

Selanjutnya gelembung replikasi akan bertemu, dansintesis DNA anak selesai

Replikasi DNA pada Prokaryot

Terdapat 3 macam DNA polimerisasi yang terlibatdalam proses replikasi ex: E. coli.

Pada replikasi prokaryot titik awal replikasi (ori) lebih sedikit dibanding eukaryot.

Pergerakan garpu replikasi pada replikasi prokaryotbergerak lebih cepat dibanding pada eukaryot.

Replikasi terjadi ke dua arah

Selanjutnya gelembung replikasi akan bertemu, dansintesis DNA anak selesai

Lanjutan…………………..

Terminasi Replikasi pada Prokaryot

Replikasi genom berbentuk lingkar akan berakhir padawaktu kedua garpu replikasi bertemu pada satu titik.

Titik pertemuan disebut sisi terminasi.

Pada E. coli, sisi terminasi dicirikan oleh suatu urutanbasa DNA sepanjang 23 pb yang berikatan dengan suatuprotein spesifik yang disebut protein Tus (termininusutilization substance).

Urutan basa DNA ini diperlukan untuk menghentikangarpu replikasi.

Sekuens ter berikatan dengan protein Tus sehinggamenghentikan aktivitas enzim helikase.

Terminasi Replikasi pada Eukaryot

Jika primer yang terletak di ujung kromosomdidegradasi, maka tidak dapat dilakukan pengisianbagian kosong bekas tempat penempelan primer.

Replikasi telomer dapat diatasi dengan mekanismediluar dari mekanisme replikasi biasa yaitudilakukan dengan menggunakan aktivitas enzimtelomerase.

Telomerase adalah ribonukleoprotein yang mengandung RNA dan subunit protein.