Tahukah anda Proses dan Tahapan Replikasi DNA? DNA (Deoxyribose Nucleic Acid) adalah materi herediter yang terdapat di dalam sebuah sel yang berbentuk urutan kode dari amina heterosiklik.
Seperti yang kita ketahui, manusia memiliki 46 untai atau pasang DNA yang disebut sebagai kromosom. Di dalam kromosom, terdapat gen, yaitu berisi informasi turun menurun dari induk ke anaknya.
Baca Juga : Pengertian Kromosom
DNA mengandung asam nukleat dan gula deoxyribosa, yaitu materi genetik yang menyusun pembawa sifat (kromosom) pada setiap makhluk hidup.
Selanjutnya, membentuk untaian double helix yang membawa sifat-sifat bawaan tertentu. Dalam proses sintesis protein, DNA berperan menentukan struktur molekul protein (enzim).
Fungsi DNA
DNA mewariskan genetik pada semua sel dan secara tepat bereplikasi selama proses regenerasi sel. Saat sel membelah, salinan yang identik DNA parental (induk) akan dibagikan ke setiap sel anak. DNA tersebut menyediakan instruksi untuk sel tunggal baru dan keseluruhan organisme multiseluler.
DNA dapat mengendalikan aktivitas sel, lalu menentukan sintesis enzim dan protein lainnya. Protein mengatur reaksi metabolisme, menyediakan bahan-bahan mentah untuk struktur sel, memungkinkan adanya pergerakan sel, berinteraksi dengan lingkungan, serta mengendalikan pembelahan dan pertumbuhan sel.
Secara khusus, sebagai autokalatis, DNA mampu menggandakan atau mereplikasi diri. Sebagai heterokatalis, mampu untuk mensintesis senyawa lain. Di samping itu, mampu membentuk RNA demi kelangsungan proses genetik di dalam tubuh makhluk hidup.
Pengertian Replikasi DNA
Replikasi DNA merupakan proses biologis yang terjadi pada semua organisme (makhluk hidup), ketika sebuah molekul DNA menghasilkan dua salinan identik DNA. Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, replikasi DNA adalah dasar utama untuk pewarisan sifat.
Replikasi DNA adalah proses semi-konservatif, di mana setiap sel anak menerima satu untai DNA induk dan untai yang baru disintesis. DNA untai induk bertindak sebagai template untuk sintesis untai komplementer baru.
Sebelumnya, hanya ada 1 molekul DNA untai ganda pada awal proses. Selanjutnya, akan ada 2, karena setiap untai merupakan replika dari molekul induknya.
Replikasi DNA dilakukan untuk memperbanyak molekul DNA, agar DNA tidak termutasi. Hal ini disebabkan karena DNA adalah cetak biru (blue print) bagi segala aktivitas sel. Apabila ditemukan masalah pada DNA, maka seluruh aktivitas sel di dalam tubuh akan mengalami gangguan fungsi.
Proses dan Tahapan Replikasi DNA
- Inisiasi
Replikasi diawali dengan proses pemutusan ikatan hydrogen yang menghubungkan dua basa nitrogen, dimulai dari tempat atau lokasi yang bisa dikenali.
Pemutusan ikatan ini dilakukan oleh enzim helicase. Setelah ikatan terpelas, ada protein SSB di rantai tersebut yang berfungsi mencegah basa nitrogen untuk berikatan kembali.
- Sintesis Primer
RNA Polymerase mensintesis bentangan-bentangan pendek RNA ke untaian DNA yang ada. DNA Polymerase platform digunakan untuk menyalin rantai DNA. Setelah primer terbentuk di kedua untai, DNA Polymerase akan memperjanjang primer menjadi untaian DNA baru.
- Sintesis Leading Strand
DNA Polymerase dapat menambahkan nukleotida baru (hanya untuk ujung 3’ dari untaian yang ada), karena itu dapat mensintesis DNA dalam arah 5’ à 3’ saja.
Walau demikian, untai DNA berjalan di arah yang berlawanan dan sintesis DNA pada satu untai dapat erjadi terus menerus, yang disebut sebagai Leading Strand.
- Sintesis Lagging Strand
Pada untaian yang berlawanan, DNA disintesis secara terputus dengan menghasilkan serangkaian fragmen kecil dari DNA baru dalam arah 5’ à 3’. Fragmen ini disebut dengan Okazaki, lalu kemudian bergabung untuk membentuk Lagging Strand.
- Penghapusan Primer
Meskipun untaian DNA baru telah disintesis primer, RNA yang hadir pada untaian baru yang terbentuk harus digantikan oleh DNA. Proses ini dilakukan oleh enzim DNA Polymerase 1.
Baca Juga : Jenis Jenis Enzim DNA
Khusus menghilangkan primer RNA melalui 5’ à 3’ aktivitas eksonukleasenya, dan menggantikan mereka dengan deoksiri-bonukleotida baru oleh aktivitas polymerase DNA.
- Ligasi
Setelah penghapusan primer selesai, untaian tertinggal masih mengandung celah antara fragmen Okazaki yang berdekatan. Enzim ligase mengidentifikasi celah tersebut dengan menciptakan ikatan fosfodiester antara 5 ‘fosfat dan 3′ gugus hidroksil fragmen yang berdekatan.
- Pemutusan
Replikasi ini menghentikan dilokasi terminasi khusus yang terdiri dari urutan nukleotida yang unik. Urutan ini diidentifikasi oleh protein khusus yang disebut tus, yang secara fisik menghalangi jalur helikase. Ketika helikase bertemu protein, tus itu jatuh bersama dengan untai tunggal protein pengikat.
Poin Penting dalam Replikasi DNA
- Replikasi DNA terjadi dalam dua arah yang berbeda/berlawanan (bidireksional)
- Setiap pemanjangan sebuah rantai DNA baru, akan diawali oleh primer
- Enzim DNA Polymerase hanya aktif melakukan replikasi DNA pada arah 3’ – 5’ rantai DNA (dengan demikian, proses pemanjangan rantai nukleotida berjalan normal pada salah satu rantai DNA saja).
- Okazaki fragmen akan terbentuk pada rantai DNA yang lainnya, untuk melakukan pemanjangan rantai DNA yang baru.
- Fragmen yang telah terputus-putus akan disambung dengan enzim ligase.
Kesimpulan
Replikasi DNA merupakan proses perbanyakan DNA yang terjadi pada semua makhluk hidup yang merupakan dasar utama bagi pewarisan sifat ke keturunan selanjutnya.
Replikasi DNA terdiri dari 7 tahapan diantaranya Inisiasi, Sintesis Primer, Sintesis Leading Strand, Sintesis Lagging Strand, Penghapusan Primer, Ligasi, dan Pemutusan.
Demikianlah penjelasan dan ulasan mengenai pengertian dan proses replikasi DNA. Semoga artikel ini dapat memberikan informasi dan bermanfaat bagi Anda.
Seorang tenaga pengajar di Fakultas Pertanian dan Peternakan UIN Suska RIAU dengan bidang keahlian Pemuliaan tanaman dan fisiologi tumbuhan. Semoga web ini bermanfaat.
