Replikasi DNA: Semikonservatif
Setelah ini kamu bisa menjelaskan replikasi DNA semikonservatif dengan pemisahan untai, kerja DNA polimerase, dan fragmen Okazaki pada untai lagging.
Sebelum sel membelah, DNA harus dikopi lebih dulu agar tiap sel anak menerima instruksi lengkap. Proses ini disebut replikasi DNA. Hasilnya bukan dua molekul benar-benar baru, tetapi dua molekul yang masing-masing memuat satu untai lama dan satu untai baru — itulah “semikonservatif”. Helikase membuka heliks, DNA polimerase merangkai nukleotida komplementer, dan untai yang berbeda arah dirangkai dengan cara berbeda. Bagaimana proses ini terjadi? Coba pilah di bawah.
Konsep semikonservatif
Replikasi DNA bersifat semikonservatif: setiap molekul DNA baru terdiri dari satu untai lama (induk) dan satu untai baru yang disintesis berdasarkan cetakan untai lama. Dengan demikian, informasi genetik terwariskan dengan tepat karena pasangan basa A-T dan G-C menentukan urutan untai baru. Konsep ini diverifikasi oleh eksperimen Meselson-Stahl.
Replikasi semikonservatif adalah cara replikasi DNA yang menghasilkan dua molekul, masing-masing memuat satu untai lama dan satu untai baru. Fragmen Okazaki adalah potongan untai DNA pendek yang dirangkai pada untai lagging karena arah berlawanan dengan pergerakan garpu replikasi.
Pasangkan enzim dengan fungsinya.
Untai leading dan lagging
DNA polimerase hanya bisa merangkai nukleotida dalam arah 5’ ke 3’. Karena dua untai DNA saling berlawanan arah, di salah satu untai (leading) sintesis berlangsung kontinu mengikuti garpu replikasi. Di untai lain (lagging), sintesis berlangsung dalam fragmen-fragmen pendek (fragmen Okazaki) yang arahnya berlawanan gerak garpu, lalu disambung oleh ligase. Mekanisme ini memastikan kedua untai tetap ter-replikasi meski arahnya berbeda.
Sorot ciri replikasi semikonservatif.
Tahapan replikasi
Replikasi dimulai saat helikase membuka heliks di titik origin, membentuk garpu replikasi. Protein pengikat untai tunggal menjaga untai tetap terpisah. Primase membuat primer RNA pendek sebagai titik awal. DNA polimerase lalu merangkai nukleotida baru pada arah 5’→3’. Pada untai lagging, fragmen Okazaki dirangkai secara bertahap, lalu disambung ligase menjadi untai utuh.
Susun langkah replikasi DNA.
Bayangkan replikasi DNA seperti membuka resleting jaket (helikase) sehingga dua sisi terbuka. Tiap sisi menjadi cetakan untuk menjahit sisi baru (DNA polimerase). Tapi karena arah jahitan selalu satu arah, satu sisi bisa dijahit mulus (leading), sedangkan sisi lain harus dijahit potongan-potongan lalu disambung (lagging — fragmen Okazaki). Hasilnya dua jaket, masing-masing separuh lama separuh baru — semikonservatif.
Coba dulu di kertas, baru buka.
Soal. Jelaskan mengapa untai lagging dirangkai dalam fragmen Okazaki.
DNA polimerase hanya merangkai pada arah 5’→3’, sementara untai lagging berlawanan arah dengan pergerakan garpu.
Karena arah yang berlawanan, sintesis di untai lagging harus berhenti dan memulai lagi, menghasilkan fragmen-fragmen pendek (fragmen Okazaki) yang kemudian disambung ligase.
Jebakan: menyamakan replikasi semikonservatif dengan konservatif. Yang benar: pada semikonservatif, tiap molekul baru memuat satu untai lama dan satu untai baru. Pada konservatif (yang TIDAK terjadi pada DNA), untai lama tetap bersama dan untai baru tersusun terpisah.
Jebakan: menganggap DNA polimerase bisa merangkai ke kedua arah. Yang benar: DNA polimerase hanya merangkai nukleotida pada arah 5’→3’. Karena itulah untai lagging harus dirangkai dalam fragmen Okazaki — polimerase tidak bisa mengikuti garpu secara kontinu di untai itu.
- Replikasi semikonservatif: tiap molekul baru satu untai lama + baru.
- Helikase membuka heliks; primase buat primer.
- DNA polimerase merangkai arah 5’→3’.
- Untai leading kontinu, untai lagging dalam fragmen Okazaki.
- Ligase menyambung fragmen Okazaki.