Replikasi DNA adalah suatu proses penggandaan DNA sebagai materi genetik makhluk hidup. Proses ini sangat penting dalam tahapan perkembang biakan atau pembelahan sel, yaitu pada fase S ciklus sel. Materi DNA yang telah diganda kemudian akan dibagi ke masing-masing anakan sel yang baru. Kita ketahui bahwa struktur DNA berupa double helix yang terdiri dari dua rantai untayan polimer DNA yang saling berpasangan secara komplementer. Dalam berpasangan, adenin berpasangan dengan timin, sedangkan guanin berpasangan dengan sitosin.
Adapun terbentuknya pasangan tersebut dikarenakan adanya ikatan hidrogen antara kedua jenis basa. Mengetahui susunan basa dan pasangan basa DNA ini sangat penting untuk mempelajari bagaimana DNA diduplikasi atau digandakan. Proses replikasi DNA membutuhkan pengurayan terlebih dahulu bentuk double helix. Ada dua protein yang berperan dalam pemisahan rantai double helix, yaitu DNA helikase dan single strain DNA binding protein DNA helikase pertama kali diisolasi sebagai enzim yang menghidrolisis ATP saat menempel ke DNA dengan melakukan hidrolisis ATP DNA helikase dapat menempel dan bergerak sepanjang DNA dan membelas struktur double helix DNA menjadi 2 single strand DNA jadi fungsi dari NGC Enzim helikase ini adalah untuk menghidrolisis rantai ganda polinukleotida menjadi dua rantai tunggal polinukleotida. Protein yang kedua adalah single strand DNA binding protein, atau nama lainnya adalah helix destabilizing protein.
Protein ini berfungsi menstabilkan struktur single strand DNA. DNA yang telah dipelah dari struktur double helix dapat membentuk gulungan yang mengganggu proses replikasi. Dengan adanya SSB atau atau single strain DNA binding ini dapat tetap lurus sehingga memudahkan proses replikasi proses replikasi DNA tidak perlu menunggu struktur double helix ini dibuka seluruhnya ketika sebagian dari DNA mulai terbuka maka proses replikasi ini dapat dimulai apabila kita bayangkan maka bentuk ini seperti karpu yang mana kedua untai yang memiliki orientasi yang berbeda satu sama lain atau disebut dengan anti paralel Satu untayan DNA template berorientasi 3 aksen ke 5 aksen Dan untayan yang lain berorientasi 5 aksen ke 3 aksen Di karpo replikasi inilah tempat terjadinya kegiatan utama proses replikasi Pada saat proses replikasi terjadi Di titik tersebut tersusun kompleks multi protein dan multi enzim yang terlibat dalam proses tersebut Replikasi dimulai oleh enzim primase yang membentuk primer Primer yang dipentuk beragam berupa segmen RNA pendek yang dikenali oleh DNA polimerase untuk memulai replikasi.
Kenapa harus dibutuhkan RNA primer? Ternyata hal ini berkaitan untuk mengurangi jumlah error atau kesalahan saat replikasi DNA. Dengan menggunakan RNA primer, tubuh secara otomatis menandakan tempat replikasi yang rentan error, sehingga diperlukan perlakuan khusus agar proses replikasi dapat berlangsung seakurat mungkin.
DNA polimerase berfungsi untuk merangkai rata-rata DNA. Latai mononukleotida membentuk DNA baru. Enzim ini ditemukan pada tahun 1954. Proses polimerisasi DNA oleh DNA polimerase dimulai dari datangnya deoksinukleosida trifosfat bebas yang sesuai dengan pasangan basa dari ujung tiga aksen DNA template.
Di karpo replikasi, helai DNA dengan orientasi tiga aksen ke lima aksen akan diproses secara kontinu. Saat fragment dibuka sedikit demi sedikit, Enzim polimerase akan memproses dari satu basa ke basa selanjutnya dengan arah 5 aksen ke 3 aksen Hele DNA dengan orientasi ini disebut leading strength Ada pun hele DNA dengan orientasi yang berlawanan disebut leading strength Yang mana hele DNA ini berorientasi 5 aksen ke 3 aksen Sehingga proses replikasi tidak bisa dilakukan secara kontinu Karena enzim polimerase juga bergerak dari atas arah 5 aksen ke 3 aksen. Oleh karena itu, enzim polimerase membentuk potongan-potongan DNA pendek yang disebut fragment Okazaki.
Saat DNA polimerase selesai membuat satu fragment Okazaki, maka enzim harus kembali ke garpu replikasi untuk membuat fragment Okazaki yang baru. Setiap dimulainya pembentukan fragment Okazaki baru, perlu ada RNA primer yang dicetak oleh primase untuk memulai replikasi. dikasih Fragment Ogasagi akan selesai dipentuk apabila ujung 5 aksen bertemu dengan ujung 3 aksen dari RNA primer fragment sebelumnya Dengan demikian, lagging strain akan terdiri dari RNA primer dan fragment Okazaki. Dibutuhkan proses selanjutan berupa penghilangan RNA primer dan penyambungan fragment Okazaki menjadi satu strain yang utuh. Penghilangan RNA primer dilakukan oleh exonuklease, yang kemudian dilanjutkan dengan pembentukan DNA baru oleh DNA polimerase sebagai pengganti primer.
Dan akhirnya, fragment-fragment yang terbentuk selanjutnya disambungkan oleh enzim ligase menjadi strain DNA yang utuh.