REPLIKASI DNA (deoxyribonucleic acid)

Deoxyribonucleic acid atau sering disebut DNA merupakan sebuah materi pembawa informasi genetik. Pada sel prokariotik, DNA berada pada sitoplasma. Sedangkan pada sel eukariotik, DNA terdapat pada inti sel dan sebagian pada mitokondria. DNA selalu mengalami replikasi. Replikasi DNA merupakan sebuah proses penggandaan DNA dari sebuah sel. Dengan adanya replikasi DNA inilah yang menyebabkan semua organisme dapat terus bertumbuh karena replikasi DNA diperlukan untuk pembelahan atau memperbanyak sel.

Berikut ini saya akan mencoba menjelaskan tahap-tahap dalam replikasi DNA. Sebelum mempelajari tahap-tahap replikasi DNA, ada baiknya kita mengetahui terlebih dahulu protein atau enzim-enzim apa saja yang berperan dalam proses replikasi DNA.

• Enzim Helikase 

Enzim helikase terbentuk dari 6 protein yang tersusun membentuk cincin dan berfungsi untuk membuka untai ganda dari DNA (double strand) menjadi untai tunggal (single strand).

• Enzim Ligase

Enzim ini berperan dalam menyambung atau menggabungkan antara potongan DNA yang telah disintesis agar menjadi rantai DNA yang panjang dan berkesinambungan.

• SSBs (Single Strand Binding Protein)

SSBs merupakan tetramers (protein dengan 4 sub unit - tetrametric) yang melapisi DNA beruntai tunggal. Hal ini untuk mencegah untai DNA reannealing membentuk DNA beruntai ganda.

• Primase

Primase adalah RNA polimerase yang mensintesis primer RNA pendek yang diperlukan untuk memulai proses replikasi untai. 

• DNA polimerase

DNA polimerase merupakan enzim berbentuk tangan yang menguntai nukleotida bersama untuk membentuk sebuah untai DNA. 

• Sliding clamp

Sliding clamp merupakan protein aksesori yang membantu "memegang" atau menahan DNA polimerase pada untai DNA selama replikasi.

• RNase H

RNase H menghilangkan primer RNA yang sebelumnya digunakan untuk sintesis untai DNA. 

Berikut ini adalah ringkasan dari tahapan replikasi DNA.

1. Inisiasi

Tahap pertama replikasi DNA adalah pemutusan ikatan basa nitrogen untuk membuka rantai ganda DNA menggunakan enzim Helicase. Titik inisiasi dimana pemisahan dimulai disebut “origin of replication”. Struktur ini disebut dengan “Replication Fork”. Strand yang telah terpisah kemudian diikat oleh SSB protein untuk mencegah strand DNA menyatu kembali.

Inisiasi

2. Elongasi

• Pada leading strand (5'-3')

Elongasi

RNA polymerase mensistesis RNA primer. RNA primer diperlukan karena DNA polymerase hanya dapat memperpanjang nukleotida. Kemudian DNA polymerase mulai mensintesis untai DNA dengan memperpanjang RNA primer dengan arah 5’ ke 3’.

• Pada lagging strand (3'-5')

Karena DNA polymerase hanya dapat mendintesis DNA dengan arah 5’-3’ maka RNA polymerase mensisntesis RNA Primer yang diperlukan untuk memulai proses replikasi strand. Nukleotida RNA merupakan sebuah primer (starters) untuk mengikat nukleotida DNA. Kemudia RNA primase diperpanjang oleh DNA polymerase untuk membentuk okazaki fragment. 

RNA primer akan dihilangkan dengan RNAse H sehingga DNA polymerase menyambung kembali bagian RNA peimer yang hilang. Kemudian Untuk menyambung okazaki fragment digunakan DNA ligase.

3. Terminasi

Replikasi akan berhenti ketika DNA polymerase mencapai akhir strand. Replikasi DNA tidak akan berakhir sebelum dilakukan  mekanisme perbaikan kemungkinan  eror yang terjadi selama relikasi. Enzim seperti nuclease inilah yang menghapus nukleotida yang salah yang kemudian diisi kembali dengan DNA polymerase.

Silah klik disini untuk melihat animasi tentang Replikasi DNA.

Sumber:
http://www.wiley.com/college/pratt/0471393878/instructor/animations/dna_replication/index.html
http://www.dnareplication.info/stepsofdnareplication.php