Catatan Kuliah Biologi: Replikasi DNA

Pengantar

• Manusia memiliki 46 kromosom dalam setiap sel tubuh.
• Setiap kromosom terdiri dari satu molekul heliks ganda DNA.
• Terdapat enam miliar pasangan basa dalam seluruh tubuh manusia.
• Proses penyalinan DNA dalam satu sel membutuhkan waktu beberapa jam dengan kesalahan 1/10 miliar nukleotida.

Definisi dan Istilah Penting

• Kromosom: Struktur yang mengandung DNA.
• Pasangan Basa: Pasangan unit yang membentuk DNA.
• Nukleotida: Unit dasar penyusun DNA, terdiri dari gula, fosfat, dan basa nitrogen.
• Replikasi DNA: Proses penggandaan DNA dari satu menjadi dua DNA identik.

Model Replikasi DNA

• Model Konservatif: Heliks lama tidak memisah, langsung membentuk double helix baru.
• Model Semikonservatif: Kedua untai DNA memisah, berfungsi sebagai cetakan untuk sintesis untai baru.
• Model Dispersi: Setiap molekul DNA anak mengandung campuran DNA lama dan baru.
• Model yang teruji adalah model semikonservatif (diperkenalkan oleh Watson dan Crick).

Proses Replikasi DNA

Tahap Awal Replikasi

• Replikasi dimulai dari origin of replication.
• Protein penginisiasi mengenali urutan nukleotida dan membuka DNA.
• Membentuk gelembung replikasi yang mempercepat penyalinan DNA.
• Terdapat garpu replikasi (replication fork) yang terbentuk saat DNA dibuka.

Protein yang Terlibat

• Enzim Helikase: Membuka uluran double helix.
• Protein Pengikatan Untai Tunggal: Menstabilkan untai DNA yang terbuka.
• Enzim Topoisomerase: Mengurangi ketegangan di depan garpu replikasi.
• Enzim Primase: Menetapkan RNA primer sebagai awal sintesis.

Sintesis Untai DNA Baru

• DNA Polimerase: Mengkatalisis pembentukan DNA baru dengan menambahkan nukleotida.
• Terdapat dua jenis DNA polimerase utama:
  • DNA Polimerase III: Menambahkan nukleotida pada primer RNA.
  • DNA Polimerase I: Mengganti RNA primer dengan DNA.
• Proses pemanjangan DNA hanya terjadi pada ujung 3'.

Penutup

• Pada sel manusia, laju pemanjangan mencapai 500 nukleotida per detik.
• Materi selanjutnya akan membahas pemanjangan antiparalel, pengecekan dan perbaikan DNA, serta protein yang terlibat dalam replikasi DNA.