Replikasi Dna

REPLIKASI DNA 

OLEH: M U H A M A D F A D I L L AN A M I R ABDUL MALIK DARMAWATI FIKRI RIZKI MALIK

P3300209002 P3300209033 P3300209014 P3300209029

Pendahuluan 



 



Bahan genetik pada setiap jasad akan mengalami proses perbanyakan. Perbanyakan ini sebagai salah satu tahapan sangat penting dalam proses pertumbuhan sel. Proses perbanyakam ini disebut denan replikasi. Replikasi bahan genetik diikuti oleh pembentukan sel-sel anakan yang membawa duplikat bahan genetik hasil replikasi Secara umum, replikasi bahan genetik merupakan proses pengkopian rangkaian molekul bahan genetik (DNA atau RNA) sehingga menghasilkan molekul anakan yang sangat identik.

Model Replikasi DNA  



Sebelum mekanisme replikasi DNA  dibuktikan secara eksperimental oleh Matthew Meselson dan Franklin Stahl, terdapat tiga hipotesis yang  berkemban  berkembang g tentang tentang mekan mekanisme isme replikasi DNA. Replikasi secara Semikonservativ ; setiap molekul untai ganda DNA  anakan terdiri atas satu untai tunggal DNA induk dan satu untai tunggal DNA hasil sintesis baru.

Lanjutan…………………..





Replikasi secara Konservatif ; molekul DNA untai ganda induk  tetap bergabung sedangkan kedua untaian DNA anakan terdiri atas molekul hasil sintesis  baru. Replikasi secara Dispersif ; molekul DNA induk mengalami fragmentasi sehingga DNA  anakan terdiri dari campuran molekul lama, berasal dari DNA  induk dan molekul hasil sintesis  baru.

Lanjutan…………………..



Replikasi DNA berlangsung secara semikonservatif : 





Kedua untai DNA berpisah (unwinding) untai ganda (dsDNA) untai tunggal (ssDNA) Kedua ssDNA berlaku sebagai template (cetakan) untuk  sintesis DNA baru komplemennya. DNA generasi baru adalah dsDNA terdiri dari satu untai DNA  asal dan satu untai DNA baru hasil sintesis , keduanya identik  dengan DNA mula-mula (parent DNA).

Repl Replik ikas asii DNA DNA se seca cara ra se semi miko kons nseervati vatiff dib dibukti uktika kan n dengan experimen oleh Messelson dan Stahl (1958).

Mekanisme Dasar Replikasi DNA  











Proses awal replikasi DNA ialah dengan proses pemutusan untai ganda menjadi untai tunggal (denaturasi). Denaturasi pada awal replikasi DNA adalah proses enzimatis yang memisahkan ikan basa dan diikuti dengan pembukaan untaian DNA. Untaian ini akan membentuk sturktur yang disebut sebagai garpu replikasi “replication fork ”. Masing-masing untaian DNA berfungsi sebagai cetakan untuk  penempelan nukleotida-nukleotida nukleotida-nukleotida yang akan menyusun molekul DNA baru. Nukleotida-nukleotida Nukleotida-nukleotida baru akan dipolimerisasi menjadi untaian DNA baru dengan urutan sesuai urutan cetakan DNA  komplemennya. Proses polimerisasi nukleotida terjadi pada kedua untaian DNA  cetakan sehingga pada akhir replikasi akan dihasilkan dua molekul DNA baru yang identik.

Mekanisme Sintesis Protein 









Terjadi setelah proses pemisahan untaian molekul DNA induk membentuk garpu replikasi. Terdapat dua untaian yang terpisah; lagging strand  dan leading strand. Pada leading strand sintesis strand sintesis protein terjadi secara kontinu, sedang pada lagging strand sintesis strand sintesis protein terjadi secara diskontinu. Fragmen-fragmen yang disentesis pada lagging strand disebut 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 komponen utama yaitu; 1. 2.

3. 4. 5. 6. 7.

DNA cetakan, yaitu molekul DNA atau RNA yang akan direplikasi. d ireplikasi. Molekul deoksi ribonukleotida, yaitu dATP, dTTP, dCTP, dan dGTP. Deoksi ribonukleotida terdiri atas tiga komponen; basa purin atau pirimidin, gula 5-karbon(deoksiribosa) dan gugus fosfat. Enzim DNA polimerase, yaitu enzim utama yang mengkatalisis proses polimerisasi nukleotida menjadi untaian DNA. Enzim primase, yaitu enzim yang mengkatalisis sintesis primer untuk  memulai replikasi DNA. Enzim pembuka ikatan untaian induk, yaitu enzim helikase dan enzim girase. Molekul protein yang menstabilkan menstabilkan untaian DNA yang sudah terbuka,  yaitu protein SSB (single ( single stand binding protein). protein). Enzim DNA ligase, yaitu suatu enzim yang berfungsi untuk  menyambung fragmen-fragmen DNA.

Proses Replikasi DNA  Replikasi DNA. Mula-mula, heliks ganda DNA (merah) dibuka menjadi dua untai tunggal oleh enzim helikase (9) dengan  bantuan  bantuan topoisomerase topoisomerase (11) yang mengurangi mengurangi tegangan untai DNA. Untaian DNA tunggal dilekati oleh protein-protein pengikat untaian tunggal (10) untuk mencegahnya membentuk heliks ganda ganda kembali. kembali. Primase (6) membentuk membentuk oligonukle oligonukleotida otida RNA yang disebut primer  disebut primer (5) (5) dan molekul DNA  polimerase polimerase (3 & 8) melekat pada pada seuntai tunggal tunggal DNA dan bergerak bergerak sepanjang untai tersebut memperpanjang primer, membentuk untaian tunggal tunggal DNA baru baru yang disebut leading strand (2) strand (2) dan lagging strand (1). strand (1). DNA polimerase yang membentuk  lagging strand harus strand harus mensintesis segmensegmen polinukleot polinukleotida ida diskontinu diskontinu (disebut fragmen Okazaki (7)). Enzim DNA ligase (4) kemudian menyambungkan potonganpotongan lagging strand tersebut. strand tersebut.

Replikasi DNA pada Eukaryot 









Terdapat 5 macam DNA polimerisasi yang terlibat ter libat dalam proses replikasi. Pada replikasi eukaryot terdapat banyak titik awal replikasi (ori). Pergerakan garpu replikasi pada replikasi eukaryot  bergerak lebih lambat. Gelembung replikasi terentang secara lateral dan replikasi terjadi ke dua arah Selanjutnya gelembung replikasi akan bertemu, dan sintesis DNA anak selesai

Replikasi DNA pada Prokaryot 





 

Terdapat 3 macam DNA polimerisasi yang terlibat dalam proses replikasi ex: E. ex: E. coli . Pada replikasi prokaryot titik awal replikasi (ori) lebih sedikit dibanding eukaryot. Pergerakan garpu replikasi pada replikasi prokaryot  bergerak lebih cepat dibanding pada eukaryot. Replikasi terjadi ke dua arah Selanjutnya gelembung replikasi akan bertemu, dan sintesis DNA anak selesai

Lanjutan…………………..

Terminasi Replikasi pada Prokaryot 

 





Replikasi genom berbentuk lingkar akan berakhir pada  waktu kedua garpu replikasi bertemu pada satu titik. Titik pertemuan disebut sisi terminasi. Pada E. Pada E. coli , sisi terminasi dicirikan oleh suatu urutan  basa DNA sepanjang 23 pb yang berikatan dengan suatu protein spesifik yang disebut protein Tus (termininus (termininus utilization substance). substance). Urutan basa DNA ini diperlukan untuk menghentikan garpu replikasi. Sekuens ter berikatan ter berikatan dengan protein Tus sehingga menghentikan aktivitas enzim helikase.

Terminasi Replikasi pada Eukaryot 





Jika primer yang terletak di ujung kromosom didegradasi, maka tidak dapat dilakukan pengisian  bagian kosong bekas tempat penempelan primer. Replikasi telomer dapat diatasi dengan mekanisme diluar dari mekanisme replikasi biasa yaitu dilakukan dengan menggunakan aktivitas enzim telomerase. Telomerase adalah ribonukleoprotein yang mengandung RNA dan subunit protein.