Replikasi DNA

Replikasi DNAOleh

Gayatri-Watson dan Crick menemukan DNA berbentuk heliks ganda-Untai DNA yang ada merupakan sepa sang cetakan untuk untai komplemen ter yang baru-Watson dan Crick menyatakan hipote sa tentang replikasi DNA Memprediksikan bahwa saat heliks ganda bereplikasi,masing-masing dari kedua molekul anakan mengan- dung satu untai lama yang berasal dari molekul induk dan satu untai yang baru dibuat Ini harus dibuktikan karena ada 3 model yang mungkin terjadi

Ada 3 model replikasi DNA a.Model konservatif:heliks ganda in duk tetap dalam keadaan utuh dan sebuah salinan kedua yang sama sekali baru telah terbentuk b.Model semikonservatif :kedua untai molekul induk berpisah dan setiap untai berfungsi sebagai cetakan un tuk mensintesis untai yang baru c.Model dispersif : setiap untai dari kedua molekul anak terdiri dari campuran antara bagian untai la- ma dan bagian untaian yang baru disintesis

Meselson dan F.Stahl melakukan pene litian tentang replikasi,didapatkan : -hipotesis konservatif dan dispersif di patahkan -hipotesis semikonservatif lah yang di dukung. Penelitian diatas juga sesuai dengan yang diprediksi oleh Watson dan Crick -Untuk melakukan replikasi DNA diper lukan lebih dari selusin enzim dan protein -Pada bakteri E.coli yang mempunyai satu kromosom tunggal yang mengandung se kitar 4,6 miliar pasangan basa,dalam lingkungan yang sesuai dapat menyalin seluruh DNA ini dan membelah diri membentuk 2 sel anak yang persis sama secara genetik dalam waktu kurang 1 jam -Pada sel eukariota [manusia] di dalam nukleusnya terdapat 46 mole- kul DNA,ini merupakan satu molekul raksasa per kromosom.Ini berarti ada 6 miliar pasangan basa,atau 1000 X lebih banyak dari DNA yang ada dalam sel bakteri. Kalau dihitung pasangan basa dari sa tu sel manusia akan dapat mengisi lebih kurang 1200 buku setebal 1000 halaman,tapi sebuah sel hanya mem butuhkan beberapa jam saja untuk menyalin semua DNA itu Replikasi informasi gen dalam jumlah yang sangat besar ini tercapai de- ngan sangat sedikit kesalahan Biasanya kesalahan yang terjadi hanya 1 kesalahan /10 miliar nukleo tida Penyalinan DNA ini sangat luar biasa bila ditinjau dari kecepatan dan ketepatannya. Memulai replikasi:-Pangkal replikasi adalah tempat khu sus dimulainya replikasi molekul DNA disebut titik mula replikasi-Kromosom bakteri yang berbentuk melingkar mempunyai satu titik mula yaitu bentangan pendek DNA yg mem punyai urutan nukleotida yg spesifik Pada kromosom eukariota terdapat beberapa ratus atau beberapa ribu titik mula replikasi.Gelembung replikasi terbentuk dalam jumlah yang banyak dan kemudian menyatu sehingga mempercepat penyalinan molekul DNA yang sangat panjang. Replikasi DNA berlanjut kedua arah dari setiap titik mula-Pada setiap ujung gelembung replika si terdapat garpu replikasi yaitu wilayah berbentuk Y tempat untai induk sedang dibuka-Utk ini diperlukan enzim helikase yg nantinya akan memisahkan dua untai induk dan menjadikan keduanya terse dia sebagai untai cetakan

-Saat ini diperlukan protein pengikatan beruntai tunggal yg akan berikatan dg DNA yg tak berpasangan jadi stabil-Topoimerase berguna utk membantu mengurangi uliran dan tegangan yg lebih ketat didepan garpu replikasi sa at pembukaan heliks ganda dg cara mematahkan,memuntir dan mengga bungkan kembali untai DNA

-Enzim primase akan mengawali pem bentukan primer yaitu rantai RNA yg terbentuk sampai 5-10 nukl pd DNA induk sbg cetakan dan untai DNA ba ru akan dimulai dari ujung 3 primer RNA yg akan dikatalisis oleh e.DNA polimerase Pemanjangan untai DNA baru-Cabang baru replikasi dikatalisis oleh enzim yang disebut DNA polimerase-Pada bakteri ada DNA polimerase I danIII-Pada eukariota ada 11 DNA polimerase,se bagian besar membutuhkan primer pada untai cetakan DNA selain jejeran nukleoti- da DNA komplementer-DNA pol menambahkan satu nukl DNA ke primer DNA dan kemudian meneruskan pe nambahan nukl DNA ,yang komple- menter dg untai cetakan DNA induk ke ujung untai baru DNA yg sedang tumbuh-Laju pemanjangan : * Pada bakteri lebih kurang 500 nuk leotida /detik * Pada manusia lebih kurang 50 nuk leotida /detik-Sumber energi adalah dari nukleotida triphosfat,dengan cara kehilangan 2 gugus fosfat disebut hidrolasi fosfatPermasalahan untai DNA antiparalel-Kedua untai DNA adalah antiparalel artinya tulang belakang gula fosfat masing2nya bergerak kearah yang berla wanan-DNA polimerase menambahkan nukle otida hanya pada ujung 3 yang bebas dari untai DNA yg sedang terbentuk, tidak pernah pada ujung 5 Maka nantinya akan terbentuk 2 untai1.Untai maju (leadang strand) -hanya 1 primer yg diperlukan -sintesis untai komplementer secara terus menerus seiring majunya gar pu replikasi dg arah 5-32.Untai lamban (lagging strand) -setiap fragmen membutuhkan satu primer -terbentuk beberapa rangkaian seg men2 disebut fragmen Okasaki -disini berfungsi DNA pol I untuk menggantikan nukleotida primer dg nukleotida versi DNA -enzim DNA ligase berfungsi mengga bungkan tulang punggung gula fos fat dari semua fragmen Okasaki menjadi untai DNA yg tidak putus

-Mekanisme perbaikan DNA adalah perbaikan salah pasang,yaitu mem- perbaiki kesalahan2 yg terjadi ketika DNA disalin,dilakukan oleh DNA poli merase dan protein2 lain -Perbaikan dengan cara DNA polime rase memindahkan nukleotida tersebut kemudian melanjutkan kembali sin tesis-Nukleotida yg dipasangkan secara sa lah /berubah dpt timbul setelah repli kasi-Molekul DNA selalu akan menghadapi ransangan terus menerus dari agen kimiawi dan fisik yg berpotensi mem bahayakan misalnya:terkena sinar uv dan mol2 ttt dalam asap rokok dapat mengubah nukl.shg mempengaruhi informasi genetik -Cara perbaikan,untai yg rusak dieksi si oleh enzim pemotong DNA nuklease,kemudian celah yg terben tuk diisi dg nukleutida yg pasangan nya cocok dg nukl. yg terdapat di da lam untai yg tidak rusak-Enzimnya DNA polimerase dan ligase-Cara ini disebut perbaikan dg pemoto ngan nukleotida Ujung2 molekul DNA menimbulkan satu masalah khusus-DNA polimerase dapat melakukan per baikan DNA ,tapi enzim ini tak mam- pu untuk memperbaiki cacat yg diaki batkan oleh keterbatasan mereka sen diri-DNA pol hanya dapat menambahkan nukl. pada ujung 3 dari suatu polinukl shg pada ujung 5 untai DNA anak tak lengkap-Replikasi yg berulang menghasilkan molekul2 DNA yg makin lama makin pendek -Masalah ini terjadi pada eukariota dg DNA yg linier -Ternyata molekul DNA kromosom eukariot memiliki sekuens nukleoti da khusus yg disebut telomer di bagian ujung,dimana telomer tidak mengandung gen Sebagai gantinya DNA melakukan banyak pengulangan satu sekuen nukl pendek yaitu mengulang 100- 1000 kali sekuen enam nukl (TTA GGG) -DNA telomer akan melindungi gen2 organisme

Protein yang berfungsi dalam replikasi1.Helikase berfs membuka pilin heliks ganda induk pada garpu replikasi2.Protein pengikat beruntai tunggal besfungsi berikatan dan menstabil kan DNA beruntai tunggal hingga dapat digunakan sebagai cetakan3.Topoisemerase berfs mengurangi te gangan pembukaan berlebihan di depan garpu replikasi melalui pema tahan,pemuntiran dan penggabung an kembali untai DNA4.Primase berfs mensintesa primer RNA di ujung 5 untai maju dan ma sing2 fragmen Okasaki dari untai lamban5.DNA polimerase/pol III berfs meng gunakan DNA induk sebagai cetakan mensintesa untai DNA baru dengan cara menambahkan nukleotida seca ra kovalen ke ujung 3 dari untai DNA /primer RNA yg telah ada6.DNA pol I berfs menyingkirkan nuk leotida2 RNA primer dari ujung 5 dan menggantikannya dg nukl2 DNA7.DNA ligase berfs menggabungkan ujung 3 dari DNA yg menggantikan primer ke bagian lain dari untai maju dan menggabungkan fragmen 2 Okasaki untai lamban Thank You