Show
Hipotesis Cara dan Model Replikasi DNA, Pengertian Model Konservatif, Semi Konservatif, Dispersif - Setelah Watson dan Crick menemukan model DNA yang berupa heliks ganda terpilin pada tahun 1953, munculah 3 macam hipotesis tentang cara atau model DNA bereplikasi (Gambar 1), antara lain:
1) Model Konservatif Menurut hipotesis ini, rantai ganda DNA induk langsung membentuk salinan berupa rantai ganda DNA baru tanpa ada pemisahan rantai ganda DNA induk terlebih dahulu. Replikasi pertama menghasilkan dua rantai ganda DNA, terdiri dari satu rantai ganda DNA induk dan satu rantai ganda DNA yang benar-benar baru. Pada replikasi kedua, masing-masing rantai ganda DNA tersebut langsung membentuk salinan DNA yang baru lagi. Akhirnya, menghasilkan empat buah DNA. Satu DNA tetap merupakan DNA induk yang utuh dan tiga DNA merupakan DNA baru. 2) Model Semi Konservatif Hipotesis model semi konservatif ini dikemukakan oleh Watson dan Crick, menyatakan bahwa rantai ganda DNA induk membuka atau memisah terlebih dahulu sehingga terbentuk dua buah rantai tunggal DNA. Masing-masing rantai tunggal tersebut berfungsi sebagai cetakan untuk membentuk rantai tunggal DNA baru, melalui pembentukan pasangan basa yang komplementer dengan basa nitrogen DNA induk. Dengan demikian, hasil replikasi pertama adalah dua buah DNA. Masing-masing DNA terdiri dari satu rantai tunggal induk dan satu rantai tunggal yang baru. Pada replikasi kedua, masing-masing rantai ganda DNA tersebut membuka kembali sehingga dihasilkan empat buah DNA. Dua buah DNA mengandung rantai tunggal induk dan dua buah DNA yang lain merupakan rantai DNA baru. 3) Model Dispersif Rantai ganda DNA hasil replikasi pertama maupun replikasi ke dua dari DNA induk mengandung segmen campuran antara rantai DNA induk dan rantai DNA baru. Artinya, rantai ganda DNA salinannya terdiri dari dua rantai tunggal DNA yang masing-masing mengandung segmen (bagian atau potongan) DNA induk dan segmen DNA baru. Pada akhir tahun 1950-an, Matthew Meselson dan Franklin Stahl melakukan percobaan untuk menguji ketiga hipotesis tersebut. Ternyata, hasil percobaannya mendukung hipotesis atau ide dari Watson dan Crick yaitu model semi konservatif. Anda sekarang sudah mengetahui Model Replikasi DNA. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber. Referensi : Rochmah, S. N., Sri Widayati, Mazrikhatul Miah. 2009. Biologi : SMA dan MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 282. Tags : Genetika Related : Hipotesis Cara dan Model Replikasi DNA, Pengertian Model Konservatif, Semi Konservatif, Dispersif
Proses Atau Mekanisme Replikasi DNA – Suatu tahapan yang dapat dikatakan sangat penting dalam suatu proses pertumbuhan yaitu proses perbanyakan materi genetik yang sering dikenal dengan proses replikasi. Replikasi sendiri yaitu suatu proses pelipatgandaan DNA. Pada sel, proses replikasi DNA akan terjadi sebelum terjadinya pembelahan sel. Penggandaan dalam replikasi DNA menggunakan DNA polymerase yang dapat membantu pembentukan ikatan nukleotida penyususun polimer DNA. Sesuai dengan pengamatan para ahli, hipotesis terjadinya replikasi DNA dapat terjadi secara semikonservatif, secara konservatif, dan secara dispersif. Baca juga: Materi rekayasa genetika  1. Secara Semikonservatif, yaitu pita doble helik molekul DNA lama akan membuka dengan bantuan enzim. Lalu pada masing-masing pita DNA lama terbentuklah pita DNA yang baru. 2. Secara Konservatif, yaitu molekul dari DNA yang lama tetap atau tidak membuka, lalu di samping setiap molekul DNA lama dibentuklah molekul DNA yang baru. 3. Secara Dispersif, yaitu molekul DNA terputus menjadi beberapa bagian, kemudian pada seiap potongan tersebut dibentuk DNA baru. Baca juga: Tahapan proses rekayasa genetika Proses Replikasi DNA Semikonservatif secara RinciPada tahap inisiasi, enzim yang berperan dalam proses replikasi DNA menandai dengan tepat dalam waktu yang sesuai melalui siklus sel yang terjadi. Pengenalan awal replikasi yang dilakukan oleh protein DNA polymerase dihasilkan dari gen DNA.
Garpu replikasi atau cabang merupakan struktur yang terbentuk ketika DNA bereplikasi karena enzim helikase. Untai ganda DNA terbuka menjadi untai tunggal. Masing-masing akan menjadi cetakan untuk untai DNA yang baru dengan bantuan enzim DNA polimerase. Dalam hal ini DNA polimerase membentuk untai DNA baru dengan menambahkan nukleotida, deoksiribonukleotida ke ujung 3’ hidroksil bebas nukleotida DNA yang sedang tumbuh. Sedangkan DNA polimerase bergerak ke DNA induk dengan arah 3’ ke 5’. Sementara untai DNA yang lain berorientasi 5’ ke 3’, helikasi membuka untai ganda DNA dengan arah 5’ ke 3’. Oleh sebab itu replikasi harus terjadi pada arah yang berlawanan.
Pada replikasi DNA akan terbentuk leading strand atau untai pengawal, yaitu urutan DNA yang di sintesis dari arah 5’ ke 3’. DNA polimerase pada untai ini dapat membentuk DNA menggunakan ujung 3’-OH bebas RNA primer serta sinesa DNA terjadi secara berkesinambungan, dan terjadi searah dengan pergerakan garpu replikasi.
Lagging strand yaitu untaian DNA yang berada pada sisi yang berseberangan dengan leading strand. Untai lagging strand ini di sintesis dalam segmen yang disebut dengan fragmen okazaki yang panjangnya mencapai 2.000 nukleotides panjang pada sel bacterial serta sekitar 200 panjang nukleotides pada sel eukaryotic. Dalam untai ini, enzim primase akan membentuk RNA primer. Dengan demikian DNA polimerase bisa menggunakan gugus OH 3’ yang bebas pada RNA primer untuk mensintesis DNA dengan arah 5’ ke 3’. Kemudian fragmen RNA disingkirkan dan DNA baru ditambahkan untuk mengisi celah yang awalnya diisi oleh RNA. Kemudian DNA ligase menyambung fragmen okazaki sehingga sintesis lagging strand menjadi lengkap.
Setelah DNA selesai direplikasi, dua helai yang tersintesis dipasangkan kembali yang melibatkan penambahan molekul tertentu guna mengkhususkan rantai ganda. Modifikasi post-replikasi DNA mungkin akan memengaruhi cara pengikatan molekul. Baca juga: Efek positif dan negatif rekayasa genetika DNA sebagai faktor utama modifikasi penambahan dalam kelompok methyl pada beberapa adenin serta residu cytosine. DNA methylase menambahkan grup methyl setelah nukleotida digabungkan dengan DNA polimerase. Nah, apabila terdapat pertanyaan terkait Proses Atau Mekanisme Replikasi DNA bisa ditulis di bawah ini. Daftar Pustaka: Suharsono dan Egi Nuryadin. (2018). Biologi Sel. Tasikmalaya: LPPM Universitas Siliwangi. Suryo. (2008). Genetika Manusia. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Pengertian Deoxyribonucleic acid, DNA. DNA merupakan polimer besar yang tersusun atas unit-unit nukleotida yang berulang-ulang. Setiap nukleotida tersusun atas gugus fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogen. Fungsi Gugus Fosfat Replikasi DNA Gugus fosfat berfungsi menghubungkan antara molekul gula yang satu dan molekul gula yang lain. Gula pentosa pada nukleotida merupakan gula deoksiribosa karena salah satu atom C-nya kehilangan gugus OH. Molekul gula ini terikat pada basa nitrogen. DNA dapat menentukan sifat genetik suatu individu karena setiap makhluk hidup mempunyai urutan pasangan basa yang spesifik dan berbeda dengan yang lain. Perbedaan urutan pasangan basa antarindividu dapat dilihat pada saat sequence (proses pengurutan basa) dalam analisis DNA. DNA dapat berfungsi sebagai heterokatalitik yaitu mensintesis molekul lain seperti RNA dan otokatalitik yaitu melakukan replikasi diri. Fungsi Heterokatalitik Replikasi DNA DNA dapat berfungsi sebagai heterokatalis, artinya DNA dapat menyintesis molekul lain, membentuk RNA. Fungsi Otokatalitik Replikasi DNA Selain itu, DNA juga berfungsi sebagai autokatalitik, artinya DNA mampu membentuk dirinya sendiri. Pengertian Replikasi DNA Dengan fungsi otokatalitik, DNA dapat memperbanyak diri melalui suatu proses yang dinamakan replikasi. Proses replikasi DNA akan menghasilkan rantai DNA baru yang sama. DNA juga dapat menghasilkan rantai RNA baru melalui proses transkripsi. Kemampuan memperbanyak diri merupakan ciri makhluk Hidup yang dapat diamati hingga tingkat molekuler, yakni perbanyakan materi genetis melalui replikasi. Proses ini memerlukan bahan baku deoksiribonukleotida, enzim, dan nukleotida. Fungsi Rantai Tunggal Replikasi DNA Replikasi diawali dengan terbukanya pilinan dan pemisahan rantai oleh enzim helikase sehingga terbentuk dua rantai tunggal. Kedua rantai tersebut berfungsi sebagai cetakan DNA baru dengan bantuan enzim DNA polimerase. Ada tiga hipotesis yang menjelaskan terjadinya replikasi DNA. Teori Hipotesis Konservatif Replikasi DNA Hipotesis pertama menyatakan bahwa bentuk double helix DNA yang lama tetap dan langsung menghasilkan double helix yang baru disebut konservatif. Teori replikasi konservatif menjelaskan bahwa DNA induk tidak mengalami perubahan apapun, lalu urutan basa basa nitrogennya disalin sehingga terbentuk dua rantai DNA yang sama persis. Teori Hipotesis Dispersif Replikasi DNA Hipotesis kedua menyatakan double helix akan terputus- putus, selanjutnya segmen- segmen tersebut akan membentuk segmensegmen baru yang bergabung dengan segmen lama membentuk DNA baru. Pada Teori replikasi dispersive dijelaskan bahwa DNA induk terpotong -potong, kemudian potongan -potongan tersebut merangkai diri menjadi dua buah DNA baru yang mempunyai urutan basa- basa nitrogen sama persis seperti urutan basa nitrogen semula. Teori Hipotesis Semikonservatif Replikasi DNA Hipotesis ketiga menyatakan dua pita spiral dari double helix memisahkan diri dan setiap pita tunggal mencetak pita pasangannya disebut semikonservatif. Teori replikasi semikonservatif menjelaskan pada saat akan mengadakan replikasi kedua, rantai polinukleotida akan memisahkan diri sehingga basa -basa nitrogen tidak berpasang pasangan. Nukleotida bebas mengandung basa nitrogen yang bersesuaian akan menempatkan diri berpasangan dengan basa nitrogen dari kedua rantai DNA induk, sehingga terbentuk dua buah DNA yang sama persis. Dari ketiga hipotesis tersebut, hipotesis semikonservatif lebih banyak diterima oleh para ilmuwan dalam menjelaskan replikasi DNA. Beberapa penelitian pun memperkuat hipotesis semikonservatif sebagai mekanisme replikasi DNA. Tahap Mekanisme Replikasi DNA Replikasi diawali dengan terbukanya pilinan dan pemisahan rantai oleh enzim helikase sehingga terbentuk dua rantai tunggal. Kedua rantai tersebut berfungsi sebagai cetakan DNA baru. Dua Rantai DNA Antiparalel Perlu diperhatikan bahwa terdapat satu sifat DNA double heliks yang memengaruhi replikasi, yakni kedua rantai DNA bersifat antiparalel. Artinya, ikatan gula-fosfat kedua rantai berlawanan arah. Satu Rantai DNA memiliki arah ikatan rantai gula-fosfat 5’ – 3’ dan yang satunya 3’ – 5’. Kedua rantai DNA membentuk pasangan rantai 3’ – 5’ yaitu pasangan rantai DNA antara gugus fosfat yang berikatan pada karbon nomor 5’ dengan gugus fosfat yang berikatan pada karbon 3’. Gambar berikut menjelaskan dengan cara sederhana ikatan antara dua rantai DNA yang memiliki arah ikatan gugus gula – fosfat berlawanan. Pada gambar terlihat bahwa Terdapat gugus fosfat yang berikatan pada karbon nomor 3′ atau nomor 5′. Hasilnya terdapat dua buah rantai DNA dengan arah ikatan berbeda. Satu rantai DNA memiliki rantai arah 3’ – 5’ dan satunya lagi rantai DNA dengan arah 5’ – 3’. Cetakan Rantai Replikasi DNA Baru Ketika rantai DNA induk dipisah oleh enzim DNA helicase maka terbentuk dua rantai DNA baru yang berbeda arah. Rantai DNA arah 3’ – 5’ disebut Leading Strand, sedangkan Rantai DNA arah 5’ – 3’ disebut Lagging Strand. Kedua rantai ini menjadi cetakan untuk rantai DNA baru. Pembentukan rantai DNA baru pada leading strand akan berlangsung secara kontinu tanpa putus. Sedangkan pembentukan rantai DNA baru pada lagging strand berlangsung secara diskontinu terputus putus. Replikasi DNA Leading Strand Pembentukan rantai DNA baru selalu terjadi pada arah 5’ – 3’ dan tidak pernah sebaliknya. Sehingga pembentukan rantai DNA baru secara kontinu terjadi pada rantai DNA induk yang memiliki arah ikatan gula-fosfat 3’ – 5’ yaitu pada leading strand. Pembentukan rantai baru DNA dimulai dengan terbentuknya RNA primer yang dibantu oleh enzim RNA Primase. Dilanjut pembentukan rantai DNA oleh enzim DNA polymerase. Pada leading strand, DNA polimerase mampu mensintesis DNA baru dengan arah 5′ ke 3′ tanpa terputus. Replikasi DNA Lagging Strand Sedangkan Rantai DNA diskontinu akan terbentuk pada rantai DNA induk yang memiliki arah ikatan gula – fosfat 5’ – 3’yaitu pada lagging strand. Sehingga pembentukan rantai DNA baru berlawanan dengan arah pada rantai DNA kontinu. Hal ini menyebabkan rantai DNA baru yang terbentuk menjadi terputus- putus. Pembentukan rantai DNA baru pada lagging strand diawali dengan pembentukan RNA primer oleh enzim RNA primase dan diteruskan oleh DNA polymerase membentuk fragmen DNA yang disebut fragmen Okazaki. RNA primer dikonversi menjadi DNA dengan bantuan DNA polymerase. Tahap berikutnya adalah enzim ligase menutup semua gap yang terbentuk antara fragmen Okazaki. Akhirnya terbentuk rantai DNA baru yang utuh tanpa terputus. Faktor Yang Mempengaruhi Proses Replikasi DNA Proses replikasi ini memerlukan deoksiribonukleosida fosfat dan beberapa enzim. Fungsi Enzim Nuklease Replikasi DNA Enzim nuklease berfungsi menghidrolisis atau memecah rantai ganda polinukleotida menjadi dua rantai tunggal mononukleotida. Enzim polimerase masing masing membentuk rantai baru sebagai pasangan rantai polinukleotida yang telah terpisah sehingga terbentuk dua rantai DNA yang baru. Fungsi Enzim Helikase Replikasi DNA Enzim Helikase ini berfungsi menghidrolisis rantai ganda polinukleotida menjadi dua rantai tunggal polinukleotida. Fungsi Enzim RNA Primase Replikasi DNA Enzim RNA Primasi berfungsi untuk membentuk RNA primer pada rantai cetakan DNA. Fungsi Enzim Polimerase Replikasi DNA Enzim Polimerase berfungsi merangkai rantai- rantai mononukleotida membentuk DNA baru. Fungsi Enzim Ligase Replikasi DNA Enzim Ligase berfungsi menyambung nukleotida rantai DNA yang baru terbentuk. Daftar Pustaka:
|
Bagaimana proses replikasi DNA secara konservatif semikonservatif dan dispersif?
Pos Terkait
Copyright © 2024 idkuu.com Inc.
