RESUME REPLIKASI “DNA” PADA EUKARIOT
Oleh
Bintang Kusuma T.H.
(110342422008) (110342422008)
Lely Mardiyanti
(120341421998) (120341421998)
1. Replikasi DNA Pada Eukariot Kromosom
Penggandaan kromosom eukariot tidak hanya mengenai replikasi molekul DNA saja tetapi juga sintesis dari ikatan histon dan protein kromosom nonhiston. Pembungkus DNA dan histon dalam nukleosom merupakan tahap akhir dalam penggandaan kromosom. Persamaan
replikasi
DNA
eukariotik
Perbedaan replikasi DNA eukariotik dengan
dengan prokariotik
prokariotik
1) Enzim yang bekerja
1) Pada
eukariot,
terdapat
100-200
2) Mekanisme
nukleotida yang disintesis sedangkan
3) Kemampuan DNA polimerase
pada
4) Bersifat semikonservatif
nukleotida.
5) Sintesis dimulai dari 3’
5’.
prokariot
berkisar
1000-2000
2) Sintesis DNA pada eukariotik lebih lambat (± 1 µm DNA pe rmenitnya) dari pada sintesis DNA pada prokariot (± 30 µm DNA per menitnya).
Kelebihan dari replikasi DNA pada eukariot dibandingkan dengan prokariot adalah replikasinya yang bercabang dua, walaupun terkesan lebih lambat. Hal tersebut diakibatkan oleh adanya pembongkaran atau penyusunan kembali nukleosom. 1.1. Siklus Sel
Sintesis DNA pada prokariot berlangsung dari saat sel baru terbentuk oleh adanya pembelahan sel sampai saat sel membelah lagi. Pada eukariot, sintesis DNA berlangsung selama interfase akhir dalam beberapa dalam beberapa jam (disimbolkan “S” dari “S” dari synthesis). Pada eukariot, terdapat interval yang disebut “G” (dari Grade = tahap) dimana setelah akhir mitosis dan sebelum inisiasi dari sintesis DNA. Interval lainnya disebut “G2” dimana setelah sintesis DNA dan sebelum mitosis. Interfase dapat terbagi dalam tiga tahap, yakni G, S dan G2. Ketiganya merupakan masa intens dari aktivitas metabolisme dan pertumbuhan sel, namun metabolisme sel akan berhenti ke ketika mi mitosis berlangsung. Ja Jalur G1 G1 disebut sebagai siklus sel.
S
G2
M
1.2. Replikasi Semikonservatif Kromosom Eukariotik
Pada tahun 1957, J. H. Tylor, P. Woods dan W. Huges menguji kromosom Vicia faba dengan menumbuhkan ujung akarnya selama 8 jam (kurang dari satu s iklus sel) pada medium yang mengandung radioaktif timidin.
Ujung akar kemudian dipindah, dicuci dan
ditempatkan pada medium nonradioaktif yang mengandung kolkisin. Kolkisin mengikat mikrotubul dan mencegah terbentuknya benang spindel fungsional. Akibatnya kromosom gagal berpisah pada saat anafase. Hal tersebut juga dapat mempengaruhi siklus selnya. Metafase pertama pada kolkisin (c-metafase), nuklei akan mengandung 12 pasang kromatid. Pada c-metafase kedua, nuklei akan mengandung 24 pasang kromatid. Distribusi DNA radioaktif pada c-metafase pertama dan kedua ditentukan oleh autoradiografi. Ketika itu, Taylor dan rekannya hanya dapat menyimpulkan bahwa kromosomal DNA memisah secara semikonservatif selama tiap siklus sel karena belum stabilnya tiap kromosom yang mengandung
molekul
tunggal
DNA.
Percobaan
serupa
pada
eukariot
lainnya
mengindikasikan bahwa replikasi yang terjadi adalah secara semikonservatif. 1.3. Multi Replikan per Kromosom
Sebuah segmen kromosom yang replikasinya terkontrol, akan menghasilkan sebuah pembentuk dan dua bentukan yang disebut replikan. DNA replikasi baru eukariot terbungkus dalam nukleosom dengan sangat cepat. Replikasi multi pembentuk dari kromosom eukariot memerlukan izin molekul DNA yang sangat besar pada kromosom untuk menyelesaikan replikasi tanpa pengenalan sel terlebih dahulu. Sebagai contoh yaitu Dorsophila melanogaster . Normalnya, pembentuk yang inaktif pada beberapa eukariot dapat menjadi aktif jika keadaan sekitarnya memungkinkan. 1.4. Mekanisme Replikasi Pada eukariot
Proses replikasi genom pada eukariot dapat dibagi kedalam tahapan: 1) Pengenalan titik ORI (titik awal replikasi) Titik awal replikasi dinamakan Ori C, dapat dikenali oleh enzim DNA A yang dihasilkan oleh gen DNA A (pada E.coli). Terdapat berbagai jenis DNA A dan jenis Ori pada berbagai organisme, sehingga Satu jenis DNA dari satu organisme belum tentu dapat bereplikasi pada organisme lain, karena tidak cocok Ori dengan DNA A. 2) Penguraian pilinan heliks ganda Memutuskan ikatan hidrogen antara basa-basa dari utasan yang berpasangan, memisahkan kedua utasan pada heliks ganda. Mencegah utasan tunggal yang terbentuk berpasangan kembali membentuk heliks ganda. Melindungi dari kerusakan akibat enzim nuklease yang banyak terdapat dalam sel. Semua pekerjaan ini dilakukan oleh enzim
helikase, girase DNA, dan protein SSB (single strand Binding protein). Helikase merupakan Kelompok protein yang berfungsi menghilangkan ikatan hidrogen heliks ganda dan memisahkan menjadi utas tunggal. Jenis-jenis helikase lain yaitu Helikase I (hasil gen tra I pada plasmid F) berperan dalam replikasi plasmid dan Helikase II, III. 3) Girase menghilangkan tegangan superheliks Enzim ini merupakan topoisomerase tipe II berfungsi untuk menghilangkan tegangan pada superheliks positif dengan cara membuka pilinan kearah negatif. Girase disusun oleh 2 jenis subunit protein yaitu: Sub unit A oleh gen gyr A dan Sub unit B oleh gen gyr B 4) Protein SSB melindungi utas tunggal Kelompok protein khusus menempel dan berasosiasi dengan DNA utas tunggal, melindungi DNA dari serangan nuklease, yang dapat menghalangi transkripsi.Peran utamanya: Menstabilkan dan melindungi utas tunggal yang terbentuk selama replikasi DNA, perbaikan DNA dan rekombinasi 5) Sintesis rantai polinukleotida baru Proses penggabungan mononukleotida menjadi rantai, enzim yang berperan adalah Polimerase RNA, Polimerase DNA dan Ligase. 6) Inisiasi Sintesis oleh polimerase RNA atau primase Proses replikasi semua fragmen okazaki diawali oleh RNA primer. Selanjutnya polimerase DNA memperpanjang rantai yang sudah ada. RNA primer dibentuk oleh primase (dihasilkan oleh gen DNA G atau oleh polimerase RNA (hasil gen rpo). 7) Sintesis perpanjangan rantai oleh polimerase DNA Bertanggung jawab atas proses sintesis DNA baru dengan cara membentuk ikatan fosfodiester yang merangkaikan C ke 5 satu nukleotida terhadap C ke 3 dari nukleotida lain. 8) Penyambungan berbagai fragmen okazaki menjadi satu rantai polinukleotida utuh. Enzim ligase yang berperan untuk menyambung dua ujung rantai polinukleotida menjadi rantai yang lebih panjang. Ligase terdapat dimana-mana didalam sel dan bentuk berbeda-beda sesuai sumber energi yang dimanfaatkan.
PERTANYAAN
1. Mengapa gagal berpisah dapat terjadi? Jawab: jika tubuh dihambat oleh adanya senyawa yang bernama kolkisin. Kolkisin
mengikat mikrotubul dan mencegah terbentuknya benang spindel fungsional. Akibatnya kromosom gagal berpisah pada saat anafase.
2. Mengapa satu jenis DNA dari satu organisme belum tentu dapat bereplikasi pada organisme lain? Jawab: Titik awal replikasi dinamakan Ori C, dapat dikenali oleh enzim DNA A yang
dihasilkan oleh gen DNA A (pada E.coli). karena DNA A dan jenis Ori yang berbeda pada berbagai organisme inilah yang membuat satu jenis DNA satu organisme belum tentu bisa bereplikasi pada organisme lain.
DAFTAR RUJUKAN
