Pengertian dan proses Replikasi DNA

Replikasi DNA dimulai di lokasi tertentu yang dikenal sebagai asal replikasi. Replikasi DNA merupakan proses semi-konservatif karena setiap sel anak menerima satu untai DNA induk dan untai yang baru disintesis.

DNA untai orangtua bertindak sebagai template untuk sintesis untai komplementer baru.

Pengertian Replikasi DNA

Replikasi DNA adalah proses di mana sebuah molekul DNA asli menghasilkan dua salinan identik DNA. Replikasi DNA adalah proses biologis yang terjadi pada semua organisme hidup. Replikasi DNA merupakan dasar untuk pewarisan.

DNA terbuat dari dua helai dan setiap helai sel induk bertindak sebagai template untuk produksi untai komplementer. Proses ini dikenal sebagai replikasi semi-konservatif DNA.

Proses DNA Replikasi

Mekanisme replikasi DNA terjadi dalam tiga langkah terkoordinasi yang dikatalisasi secara enzimatis. Langkah-langkah replikasi DNA adalah sebagai berikut:

Inisiasi:

Proses replikasi dimulai pada titik tertentu dari DNA yang dikenal sebagai “asal” yang dikatalisis oleh protein inisiator. Urutan asal adalah A – T. Di lokasi situs asal protein inisiator membentuk kompleks pra-replikasi yang membuka ritsleting DNA untai ganda.

Elongasi:

Pemanjangan atau Elongasi molekul DNA adalah menambahkan sedikit asam amino pada rantai protein yang sedang tumbuh. Sintesis leading strand dimulai dengan dengan sintesis RNA primer dengan primase di lokasi asal. Urutan nukleotida yang ditambahkan ke primer oleh enzim DNA polimerase III arah 5 ‘ke 3’.

Garpu Replikasi

Replikasi garpu adalah struktur selama replikasi DNA. Garpu Replikasi diciptakan oleh enzim helikase yang memutus ikatan hidrogen yang memegang untai DNA bersama-sama. Helai ini berfungsi sebagai template untuk leading strand dan lagging strand.

Terminasi:

Terminasi replikasi DNA selesai oleh protein terminasi.

Replikasi DNA semikonservatif

Replikasi molekul DNA yang terjadi dengan dua untai komplementer yang dipisahkan oleh aksi enzim tertentu. Enzim ini membuka molekul dan mengekspos basa nukleotida. Setiap untai molekul DNA tetap utuh dan berfungsi sebagai template untuk sintesis untai komplementer. Modus replikasi DNA adalah semi-konservatif di mana salah satu dari setengah molekul DNA yang lama dan setengah lainnya yang baru.

Apa itu Leading Strand

Leading Strand adalah untai DNA berkembang yang disintesis dalam arah yang sama dengan garpu replikasi. Enzim polimerase membaca template Leading Strand dan hal itu menambah nukleotida untuk melengkapi untai yang berkembang terus menerus.

Lagging Strand

Lagging Strand adalah untai DNA berkembang yang disintesis berlawanan dengan arah garpu replikasi. Replikasi Lagging Strand lebih rumit daripada Strand Leading. Lagging strand disintesis dalam segmen singkat dikenal sebagai fragmen Okazaki. Dalam Lagging strand, template DNA memulai sintesis RNA primer singkat. Primer RNA kemudian dihapus dan diganti dengan fragmen DNA dan bergabung bersama oleh DNA ligase.

Enzim Replikasi DNA

Berikut ini adalah enzim dan protein yang mengambil bagian dalam mekanisme replikasi DNA.

  • DNA girase – enzim DNA girase ini membuat potongan dalam struktur heliks ganda DNA dan memisahkan masing-masing pihak.
  • Helikase – Enzim ini mengurai molekul DNA untai ganda.
  • Strand tunggal Binding Protein – Ini adalah protein kecil yang mengikat sementara untuk setiap sisi untai untuk menjaga mereka terpisah satu sama lain.
  • DNA Polimerase – kompleks Enzim ini berjalan ke untai DNA menambahkan basa nukleotida ke setiap helai. Nukleotida ditambahkan untuk melengkapi nukleotida yang terdapat pada untai yang ada.
  • DNA polimerase juga mengoreksi DNA baru.
  • DNA Ligase – enzim DNA ligase menutup fragmen menjadi untai yang kontinu.
  • DNA Polimerase

DNA polimerase adalah enzim yang melakukan segala bentuk replikasi DNA. DNA polimerase tidak memulai proses sintesis untai baru. Mereka memperpanjang untai DNA atau RNA yang ada yang dipasangkan dengan untai cetakan. DNA Polimerase juga memainkan peran penting dalam proses-proses lain dalam sel seperti perbaikan DNA, rekombinasi genetik, transkripsi terbalik dan lain-lain. Enzim ini juga digunakan di laboratorium biologi molekuler di PCR, sekuensing DNA dan teknik kloning molekuler.

Sehubungan dengan replikasi DNA, DNA polimerase menambahkan basa nukleotida pada satu untai tunggal membuatnya menjadi DNA untai ganda. Enzim ini menambahkan nukleotida bebas di ujung untai 3′ cetakan yang menghasilkan formasi untai baru dalam arah 5′-3′. DNA polimerase bergerak sepanjang untai template dalam arah 3′-5 ‘ dan untai anak yang terbentuk dalam arah 5′-3’. Hal ini menyebabkan pembentukan DNA antiparalel beruntai ganda untuk satu sama lain.

proses replikasi dna
proses replikasi dna

Replikasi DNA prokariotik

Replikasi DNA dalam prokariota digambarkan sebagai berikut:

  • Proses replikasi DNA membutuhkan sejumlah besar protein dan enzim yang memainkan peran penting selama proses tersebut.
  • Salah satu enzim yang paling penting dalam proses ini adalah DNA polimerase, yang menambah urutan nukleotida ke rantai DNA yang berkembang.
  • Pada prokariota, ada urutan nukleotida spesifik yang dikenal sebagai asal replikasi yang merupakan titik inisiasi dari proses replikasi.
  • E.coli memiliki asal replikasi tunggal yang kaya dengan urutan A T. Protein tertentu mengenali situs asal dan mengikat dengan itu.
  • Enzim helikase membuka DNA dengan memecah ikatan hidrogen.
  • DNA membentuk struktur berbentuk Y disebut garpu replikasi.
  • Untai tunggal yang mengikat protein melapisi untai DNA dekat garpu replikasi yang mencegah DNA tidak berliku kembali.
  • Enzim DNA Polimerase menambahkan nukleotida hanya pada arah 5′-3’.
  • Leading stand yang melengkapi dari arah 3 ‘ke 5’ untai orangtua disintesis terus menerus menuju garpu replikasi.
  • lagging strand yang melengkapi dalam arah 5 ‘ke 3’ untai orangtua yang membutuhkan RNA primer untuk mensintesis nukleotida dalam fragmen pendek yang dikenal sebagai fragmen Okazaki.
  • enzim DNA Polimerase I menggantikan primer RNA dengan nukleotida DNA.
  • DNA ligase menutup celah antara fragmen Okazaki yang bergabung dengan fragmen untuk membentuk molekul DNA tunggal.

Replikasi DNA eukariotik

Replikasi DNA pada eukariota adalah proses yang sangat rumit yang melibatkan banyak enzim dan protein. Proses ini terjadi dalam 3 tahap utama: inisiasi, elongasi dan terminasi.

Inisiasi

Dalam proses inisiasi ada urutan spesifik nukleotida disebut asal replikasi yang merupakan situs untuk inisiasi replikasi. Protein tertentu mengikat ke situs asal, enzim helikase membuka heliks DNA dan membentuk dua garpu replikasi. Eukariota memiliki beberapa asal replikasi yang memungkinkan replikasi secara simultan di beberapa tempat.

Elongasi

Selama proses perpanjangan enzim yang disebut DNA polymerase menambahkan nukleotida DNA pada ujung 3 ‘ template. Leading adalah Untai yang disintesis dalam arah 5 ‘- 3’. Lagging strand, nukleotida baru dalam bentuk nukleotida RNA kemplementer yang baru ditambahkan. Nukleotida RNA kemudian diganti dengan nukleotida DNA. Leading strand yang melengkapi ke untai DNA orangtua disintesis terus menerus menuju garpu replikasi, karena DNA polimerase dapat mensintesis DNA dalam arah 5 ‘ke 3’. Lagging strand disintesis dalam bentuk fragmen Okazaki. Fragmen ini memerlukan primer RNA untuk memulai sintesis.

Terminasi

Selanjutnya dalam proses, primer RNA dihapus dan nukleotida RNA digantikan oleh nukleotida DNA oleh polimerase DNA enzim. Celah antara fragmen ditutup oleh enzim DNA ligase.

4 COMMENTS

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here