Show Ilustrasi replikasi dna. KOMPAS.com - Sebuah proses replikasi pada DNA merupakan proses penggandaan heliks atau rantai ganda. Saat untai induk dibuka maka untai anakan masing-masing tersebut terjadi proses replikasi dimana masing-masing anakan untai tunggal tersebut dipasangkan dengan basa nitrogen nya yang bercocokan. Yaitu: basa purin yang terdiri dari adenin dan guanin sementara pirimidin terdiri dari sitosin dan timin. Proses replikasi pada DNA nampaknya sudah sangat jelas bukan? Namun, apakah anda mengetahui fungsi dan alasan di balik proses replikasi ini? Juga, apakah kamu sudah mengetahui istilah lain dari replikasi? Dan apa kamu sudah mendengar istilah heterokatalitik? Jika belum, berikut pembahasan ringkas nya. Soal dan Pembahasan1. DNA dalam inti mempunyai kemampuan bereplikasi dan menghasilkan DNA baru yang berfungsi untuk… a. Melakukan translasi dengan membentuk m-RNA Jawaban: D. Melakukan transkripsi dengan membentuk m-RNA Dalam inti sel DNA dapat mereplikasi dirinya sendiri dengan dua tahap yaitu transkripsi dan translasi. Transkripsi dimulai dengan pembukaan tangga basa-basa nitrogen DNA dan dibuat cetakannya dengan m-RNA yang dibuat dengan enzim RNA polimerase. Sedangkan m-RNA tidak berperan dalam translasi melainkan t-RNA yang berfungsi sebagai pembaca urutan asam amino cetak biru DNA yang akan di replikasi. Baca juga: Replikasi DNA: Teori-Teori Cara Duplikasi DNA 2. Jelaskan perbedaan autokatalitik dan heterokatalitik DNA serta contohnya! Jawaban: Dilansir dari Genetics, DNA memiliki fungsi autokatalitik dan heterokatalitik.
Rekayasa genetik merupakan cabang ilmu yang berhubungan dengan modifikasi langsung atau perubahan susunan genetik dari suatu organisme hidup untuk mengekspresikan sifat-sifat yang tidak alami namun diinginkan. Dalam memodifikasi genetika biasanya menggunakan DNA dan transformasi gen tertentu untuk menciptakan variasi gen yang baru. Kira-kira apa saja komponen dari rekayasa genetik ini? Prinsip dasar teknologi rekayasa genetik adalah memanipulasi atau melakukan perubahan susunan asam nukleat dari DNA atau menyelipkan gen baru ke dalam struktur DNA organisme penerima. Ada beberapa komponen utama yang digunakan dalam teknik rekayasa genetika antara lain enzim, vektor kloning, dan sel inang yang kompeten. Enzim Dalam rekayasa genetika digunakan 2 jenis enzim yaitu enzim restriksi endonuklease dan ligase. Enzim restriksi endonuklease berfungsi untuk memutus ikatan gula fosfat DNA dan memotong nukleotida-nukleotida yang spesifik pada DNA. Oleh karena itu, enzim restriksi disebagai “gunting molekuler”. Sedangkan DNA ligase adalah enzim yang berfungsi untuk menyambungkan fragmen-fragmen DNA dengan cara membentuk ikatan diester antara dua nukleotida. Vektor Kloning Vektor kloning merupakan suatu komponen pembawa gen yang akan dimasukan ke dalam sel inang. Suatu ventor kloning harus memiliki bagian titik mula replikasi atau ORI (Origins of replication) yang menandai tempat dimulainya replikasi DNA, gen seleksi (selectable marker) yang membantu mengidentifikasi sel yang akan diubah dari sel aslinya, dan situs restriksi (restriction site) atau daerah kloning merupakan urutan DNA khas yang akan dikenali oleh enzim restriksi. (Baca juga: Rekayasa Genetik dan Contohnya) Suatu vektor kloning memiliki lebih dari satu situs restriksi. Beberapa situs restriksi untuk beberapa enzim endonuklease di dalam vektor disebut polylinker. Terdapat beberapa jenis vektor kloning yang telah diketahui yaitu plasmid, bakteriofaga, kosmid, vektor, YAC, virus hewan dan virus tumbuhan.
Sel Inang yang Kompeten Sel inang yang kompeten berfungsi untuk memperbanyak mokelul DNA rekombinan hasil rekayasa genetika. Beberapa sel inang yang dapat digunakan misalnya sel bakteri, ragi, sel tumbuhan dan hewan. Jenis bakteri yang paling sering digunakan adalah E-coli karena mudah tumbuh dan dikontrol, dapat menerima berbagai macam vektor, dan membelah dengan cepat. Selain itu, sel kompeten adalah sel yang mampu dan siap menerima DNA asing. Dimana, sel ini biasanya dibuat dengan menggunakan buffer CCMB80 yang mengandung garam kation divalent yaitu CaCl2. Garam ini berfungsi untuk mengubah muatan pada membrane sel sehingga sel bakteri menjadi tidak selektif terhadap molekul asing termasuk vektor plasmid. Selanjutnya ketika digunakan metode kejut panas (heat shock) dengan suhu kurang lebih 420C, maka DNA asing dapat masuk ke dalam sel inang.
Tahukah anda Jenis-jenis Enzim DNA? DNA adalah sebuah materi herediter yang terdapat di dalam sel. DNA mewariskan genetik pada seluruh sel dan secara tepat bereplikasi selama proses regenerasi sel berlangsung. Saat sel-sel tersebut membelah, salinan identik DNA induk akan dibagikan pada setiap sel anak. Replikasi DNA dilakukan untuk memperbanyak molekul-molekul DNA, sehingga DNA tidak termutasi. Proses Replikasi DNA ini merupakan proses enzimatis, yaitu membutuhkan bantuan enzim-enzim untuk menjalankan prosesnya. Enzim-enzim yang berperan dalam proses Replikasi DNA antara lain adalah DNA Polymerase (I, II, III), DNA Ligase, DNA Gyrase, Helicase, dan lain sebagainya. Enzim-enzim tersebut berperan untuk memotong, menyalin, dan menggabungkan DNA turunan. Jenis Enzim DNA1). Enzim Polymerase DNA IDNA Polymerase I berperan dalam menghilangkan RNA primer yang melekat pada Lagging Strand DNA dan mengganti dengan DNA. Di samping itu, merupakan rantai tunggal polipeptida yang mengkatalisir penempelan unit deoxyribonucleotida baru ke dalam rantai DNA pemula. Selanjutnya, berfungsi untuk menghidrolisa DNA apabila terjadi kesalahan (memotong nukleotida yang buan pasangan nukleotidanya). Nukleotida yang akan diambil, harus memiliki gugus 3’-OH bebas dan bukan merupakan bagian dari double helix 5’-3’ exonuclease. Enzim Polymerase DNA I juga membetulkan kesalahan dengan menghidrolisa DNA dari ujung rantai 5’- fosfat. Pemotongan ikatan tersebut terjadi pada ikatan fosfodiester ujung 5’, atau sejumlah residu dari ujung 5’. Pemotongan ikatan ini harus sudah di dalam rantai double helix. 2). Enzim Polymerase DNA IIEnzim Polymerase DNA II fungsi spesifiknya belum terlalu jelas. Yang diketahui saat ini, enzim ini juga berperan dalam replikasi DNA. Memiliki kecepatan mengkatalisis sebanyak 0,5 nukleotida yang ditambahkan tiap detik, serta mempunyai aktivitas 3’-5’ exonuclease. 3). Enzim Polymerase DNA IIIPolymerase DNA III merupakan enzim yang memiliki tanggung jawab pada replikasi invivo. Merupakan bagian dari Holoenzim kompleks dengan BM 550.000 yang terdiri dari 7 polipeptida yang berbeda, membawa aktivitas 5’-3’ exonuclease, sedangkan yang lainnya membawa aktivitas 3’-5’. Salah satu atau lebih polipeptida yang lain mengikat molekul-molekul ATP. Sementara itu, sisanya belum diketahui fungsinya secara pasti. Sepertinya, Holoenzim dibutuhkan dalam proses replication fork, dengan kecepatan mengkatalisis 150 nukleotida ditambahkan setiap detiknya. Enzim Polymerase III ini mengandung ion Zn2+ serta membutuhkan ion Mg2+ agar dapat bekerja. 4). DNA LigaseEnzim Polymerase DNA yang telah dijelaskan sebelumnya, diketahui dapat menambahkan deoxyribonucleotida ke rantai pemula, namun ternyata tidak dapat mengkatalisis penggabungan dua rantai DNA. Hingga pada tahun 1967, ditemukan sebuah enzim yang dapat mengkatalisis pembentukan ikatan fosfodiester di antara dua rantai, yang disebut sebagai Enzim Ligase. Ciri-cirinya adalah sebagai berikut:
Sementara itu, fungsi spesifik Enzim Ligase adalah sebagai berikut:
5). Enzim Girase DNA (DNA Gyrase)Enzim ini termasuk dalam topoisomerase tipe II. Berfungsi untuk membuka supercoiled sebelum proses replikasi berlangsung. Selanjutnya, mengubah bentuk relax menjadi supercoiled dengan membutuhkan ATP. 6). Enzim HelicaseEnzim Helicase adalah enzim yang berfungsi untuk membuka putaran segmen DNA tepat di bagian depan garpu replikasi. Enzim Helicase ini mengikat ATP dan mengikat rantai tunggal DNA. Terdapat dua macam enzim helicase, satu mengikat pada template Lagging Strand dan bergerak dengan arah 5’-3’, sedangkan yang satunya lagi mengikat pada rantai template Leading Strand dan bergerak dengan arah 3’-5’. 7). Single Strand Binding Protein (SSBP)Setelah rantai terbuka, beberapa mol protein tertentu saling mengikatkan diri dengan sangat erat untuk menjaga agar jangan sampai rantai berdekatan lagi. Enzim ini disebut dengan Helix-Destabilizing Protein, atau Single Strand Binding Protein (SSBP). Rantai yang telah diikat oleh SSBP menjadi lurus dan kaku, yaitu tidak ada bengkokan atau lekukan. 8). Enzim PrimaseDNA beraktivitas dengan ke arah 5’-3’ (yang hanya terdiri atas 10 nukleotida). Kemudian pada ujung 3’, ditambahkan deoxyribonucleotida trifosfat (oleh enzim Polymerase DNA III) satu per satu sehinga lengkap menjadi 1000-2000 nukleotid. Nukleotida pada RNA pemula/primer dihilangkan satu per satu oleh aktivitas 5’-3’ exonuclease. KesimpulanBerdasarkan penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa bahan dasar yang digunakan untuk replikasi DNA adalah deoxyribonucleotida 5’triphosphate dan beberap enzim lainnya. Yaitu Enzim Polymerase DNA I, II, III, Ligase, Gyrase, Helicase, SSBP, dan Primase. Untuk mensintesa DNA, Enzim Polymerase DNA I membutuhkan empat macam deoksiribonukleosida 5’ triphoshate (dATP, dGTP, dTTP, dCTP) atau ion Mg2+ rantai pemula DNA dengan gugus bebas 3’-OH dan ”DNA template”. Pemanjangan rantai dengan arah 5’-3’. Pemanjangan terjadi karena penggabungan 3’-OH pada DNA pemula, yaitu dengan atom fosfor yang ada dari deoksiribonukleosida trifosfat yang akan ditambahkan. Demikianlah penjelasan dan ulasan mengenai enzim-enzim penting yang berperan dalam proses replikasi DNA. Semoga artikel ini dapat memberikan informasi dan bermanfaat bagi Anda. |
Berikut ini yang dapat digunakan untuk menyambung rantai DNA adalah
Pos Terkait
Copyright © 2024 ketajaman Inc.
