REPLIKASI DNA

Merupakan proses penggandaan DNA untuk persiapan menuju fase pembelahan pada siklus sel. Replikasi terjadi pada fase S pada tahap interfase siklus sel.

Replikasi pada Prokariot

1. Tahap Pelepasan untai ganda DNA. Ada tiga enzim yang berperan yakni enzim helikase, SSB, dan Girase.

Replikasi dimulai pada lokasi spesifik yang disebut situs ori. Situs ori merupakan susunan nukelotida tertentu yang dapat dikenali oleh protein initiator (Dna A). Dna A mengikat susunan nukelotida pada situs ori, akibatnya DNA mengendur sehingga mempermudah perakitan protein lain dan penempelan enzim yang berperan dalam proses ini.

Untuk memulai replikasi, untai ganda DNA harus dipisahkan. Disinilah dibutukan enzim helikase yang berfungsi untuk memotong atau menghidrolisis ikatan hydrogen antara basa-basa nitrogen pada susunan DNA. Dalam proses pembukaan untai ganda DNA yang sebelumnya dalam keadaan berputar-putar, maka diperlukan enzim gyrase untuk merilekskan atau mengurangi ketegangan pilinan DNA. Agar posisi ini bertahan (untai DNA tidak merekat lagi), maka berperan enzim SSB untuk menahan posisi ini.

2. Pembentukan garpu replikasi dan Polimerisasi DNAProses replikasi merupakan proses bidirectional / 2 arah. Saat untai DNA terbuka, akan

dilanjutkan dengan polimerisasi DNA. Proses replikasi senantiasa berjalan dari ujung 5’ ke 3’. Akibat terbukanya untai ganda DNA, maka akan berlangsung replikasi 2 arah, yakni arah yang searah dengan pembukaan untai ganda 5’ ke 3’ (leading strand) dan berlawanan arah dengan pembukaan untai ganda DNA (lagging strand).

Yang berperan dalam polimerisasi DNA adalah DNA polymerase III. Namun, DNA polymerase III ini tidak bisa mengawali polimerisasi, dia membutuhkan 3’ OH dari innovator dan hanya bisa meneruskan apa yang dilakukan innovator. Dalam hal ini, berperanlah RNA polymerase(primase) untuk membentuk RNA primer (susunan salinan nukleotida pertama) pada rantai salinan. Setelah primer menyiapkan 3’OH untuk DNA polymerase, barulah DNA polymerase bisa melakukan polymerase seperti yang dilakukan RNA polymerase. Pada daerah leading strand, polimerisasi DNA terjadi secara continue karena searah dengan pembukaan untai ganda sehingga RNA primer yang dibutuhkan hanya satu sampai kodon stop.

Namun, pada lagging strand, karena polimerisasi berjalan berlawanan arah, sementara daerah double heliks yang berlawanan arah menutup kembali, maka polimerisasi harus berhenti dan harus dimulai lagi di belakangnya (tetap berlawanan arah dengan pembukaan namun memanjang dan menempati space yang telah dibuka oleh helikase). Akibatnya, primer yang dibutuhkan banyak.

3. Pengubahan RNA menjadi DNA dan Penyambungan DNASetelah polimerisasi selesai, RNA primer yang menjadi awalan-awalan dari polimerisasi

harus diubah menjadi DNA, karena yang dibutuhkan adalah DNA, bukan RNA. Maka, DNA

polymerase I berperan mengubah RNA menjadi DNA. Pada daerah lagging strand, DNA polymerase I bekerja keras karena jumlah RNA-nya banyak.

Setelah menjadi DNA semua, fragmen-fragmen yang terputus (fragmen okazaki) yang terbentuk pada lagging strand karena polimerisasi yang discontinue harus disambung. Penyambungan ini dilakukan oleh enzim ligase.

4. Proof Reading : Pengecekan yang dilakukan DNA polymerase guna menghindari kesalahan. DNA yang salah akan dipotong.

5. Terminasi : Replikasi akan terhenti di lokasi terminasi khusus yang terdiri dari urutan nukleotida tertentu. Situs ini diidentifikasi oleh protein khusus yaitu TUS. Singkatnya, TUS menghalangi jalur helikase sehingga untai ganda berhenti membuka. Akibatnya helikase jatuh dan proses selesai.

Replikasi pada Organisme Eukariot

Pada organisme eukriot, situs ori dan DNA polimerasenya banyak. Karena DNA yang disintesis sangat panjang dan kromosomnya banyak.

DNA polymerase pada inti : αβɛ

DNA polymerase pada mitokondria : ɣ

Pada eukariot tidak hanya terjadi replikasi DNA tapi juga penggandaan histon dan sentromer baru. Karena DNA akan melilit histon dan membentuk kompleks yang disebut nukleosom.

Pada eukariot, terdapat rangkaian basa yang banyak dan berulang-ulang (telomer), telomere ini pada akhirnya ada yang tidak berpasangan, untuk itu dilakukan penambahan telomere. Yang berperan dalam proses ini adalah enzim telomerase yang berperan membawa RNA, sehingga DNA polymerase bisa bekerja memanjang.