Replikasi DNA sesuai dengan duplikasi materi genetik, karena DNA membuat salinan dirinya sendiri. Dua untai yang membentuk molekul terpisah dan memandu pembentukan untai komplementer yang akan bergabung dengan mereka.
Siklus sel dapat dibagi menjadi dua momen: interfase dan pembelahan sel, misalnya mitosis. Interfase, pada gilirannya, adalah fase terpanjang karena menyajikan replikasi DNA dan interval sebelum dan sesudah duplikasi materi genetik.
Apa itu replikasi DNA?
DNA, yang pada sel eukariotik terletak di nukleus, berisi semua informasi genetik makhluk dan proses duplikasinya penting untuk pertumbuhan, reproduksi, dan perbaikan sel.
Molekul DNA dibentuk oleh dua untai yang saling melengkapi. Misalnya, jika kita memiliki pita F dan outra F lainnya, dalam proses replikasi, pita-pita tersebut terpisah dan digunakan sebagai cetakan untuk pembentukan pita pelengkap. Oleh karena itu, urutan nukleotida F menentukan urutan untai F' baru dan F' menunjukkan komposisi untai F baru.
Sebelum sel terbentuk dalam pembelahan sel, isi sel induk harus mengalami duplikasi untuk didistribusikan. Oleh karena itu, dengan replikasi DNA dijamin sel anak akan menerima informasi genetik yang sama.
struktur DNA
HAI DNA, untai ganda dalam bentuk spiral (heliks ganda), adalah asam nukleat yang dibentuk oleh basa nitrogen, pentosa deoksiribosa dan gugus fosfat. Struktur ini bergabung dengan ikatan hidrogen antara basa nitrogen, Adenin (A), Timin (T), Sitosin (C) dan Guanin (G), yang membentuk pasangan A-T dan C-G.
Ikatan fosfodiester menyatukan nukleotida dalam molekul DNA. Ujung untai DNA diklasifikasikan sebagai 5 'dan 3' karena sesuai dengan nomor karbon. pentosa di mana gugus fosfat dan gugus hidroksil (OH) yang bergabung dalam ikatan berada. fosfodiester. Pada ujung 5' terdapat gugus fosfat bebas dan pada ujung 3' terdapat hidroksil bebas.
tahu lebih banyak tentang nukleotida dan asam nukleat.
Proses replikasi DNA
Singkatnya, replikasi DNA terjadi dalam arah 5' → 3' dan untaian dipisahkan oleh aksi enzim, yang memutuskan ikatan antara basa nitrogen dan melepaskan rantai, membuka rangkap dua baling-baling.
Saat pelepasan DNA terjadi, enzim lain bertindak dengan mengkatalisis sintesis dua sekuens baru menggunakan untaian induk sebagai cetakan. Setiap untai yang dibuat bergabung dengan untai DNA asli. Oleh karena itu, proses ini tergolong semi-konservatif.
DNA adalah molekul heliks ganda dan, untuk menggandakannya, langkah pertama adalah membongkar struktur ini dengan aksi enzim DNA helikase. Helikase mengenali asal mula replikasi dan bertindak dengan memutus ikatan hidrogen dalam basa nitrogen A-T dan C-G. Proses ini terjadi di berbagai titik dan membentuk "gelembung replikasi".
Saat ikatan terurai, itu seperti bukaan ritsleting, jadi langkah ini memunculkan struktur berbentuk Y yang disebut garpu replikasi, titik awal duplikasi.
Enzim primase bertanggung jawab untuk mensintesis sebagian RNA, yang disebut primer. Pada tahap ini beberapa primer dihasilkan dan bergabung dengan rantai untuk memulai sintesis DNA.
Enzim DNA polimerase adalah enzim replikasi yang bertanggung jawab untuk memperpanjang rantai baru dengan menambahkan basa (A, C, G dan T). Langkah ini diarahkan dari ujung 5', dengan gugus fosfat, ke ujung 3', dengan gugus hidroksil. Fase ini disebut replikasi berkelanjutan.
Diantara primer melekat pada untai asli, beberapa potongan DNA melekat dan disebut fragmen Okazaki. Karena bagian-bagian tersebut perlu digabungkan kemudian, fase ini disebut tertunda.
Enzim eksonuklease bertanggung jawab untuk menghilangkan primer dari kaset asli setelah membentuk kaset terus menerus dan terputus-putus. Untuk menghindari kesalahan pengurutan, tinjauan dan, jika perlu, koreksi dilakukan oleh eksonuklease lain.
Enzim DNA ligase menyebabkan fragmen DNA bergabung dan DNA diurutkan menjadi dua untai yang berkesinambungan.
Latihan Replikasi DNA
Gunakan pertanyaan-pertanyaan berikut untuk menguji pengetahuan Anda tentang apa yang baru saja Anda pelajari tentang replikasi DNA.
pertanyaan 1
Mengapa replikasi DNA dianggap sebagai proses semi-konservatif?
Balasan:
Replikasi dianggap sebagai proses semi-konservatif, karena molekul DNA setelah duplikasi adalah terdiri dari pita asli dan pita pelengkap lainnya yang dibentuk dengan menggunakan pita asli sebagai cetakan.
pertanyaan 2
Sebutkan setidaknya tiga enzim yang berperan dalam replikasi DNA dan peran apa yang dimainkannya.
Balasan:
DNA helicase: membongkar struktur DNA dengan memutus ikatan hidrogen antara basa nitrogen molekul untuk memulai replikasi.
DNA primase: bertanggung jawab untuk mensintesis bagian-bagian DNA, yang disebut primer, yang akan mengikat untai DNA asli.
DNA polimerase: enzim replikasi yang bertanggung jawab untuk memperpanjang untai baru yang terbentuk selama replikasi.
pertanyaan 3
Perhatikan langkah-langkah dalam proses replikasi DNA.
SAYA. Pembuatan garpu replikasi
II. Pengikatan nukleotida bebas
AKU AKU AKU. Sintesis dan kopling dari primer
IV. Menghubungkan fragmen dan membentuk untai DNA
Urutan yang benar menurut urutan terjadinya dalam duplikasi adalah:
a) II, I, IV dan III
b) I, III, II dan IV
c) III, II, IV dan I
d) I, II, III dan IV
Alternatif yang benar: b) I, III, II dan IV.
SAYA. Pembuatan garpu replikasi. Enzim helikase memulai proses dengan memisahkan untaian DNA.
AKU AKU AKU. Sintesis dan kopling dari primer, yaitu potongan RNA yang bertindak sebagai inisiator duplikasi.
II. Pengikatan nukleotida bebas. Enzim polimerase mengikat nukleotida bebas ke primer.
IV. Pengikatan fragmen dan pembentukan untai DNA. Pengikatan dilakukan oleh enzim ligase.
pertanyaan 4
Saat memisahkan heliks ganda dari molekul DNA, ada urutan basa nitrogen berikut dari salah satu untai yang akan digunakan sebagai templat: ATCGGTTA
Urutan untai komplementer yang akan dihasilkan untuk mengikat untai asli adalah:
a) TGCCAAT
b) CGATTGGC
c) TAGCCAAT
d) GCGTTAAC
Alternatif yang benar: c) TAGCCAAT.
Basa nitrogen selalu membuat pasangan yang sama ketika mereka mengikat, yaitu, timin mengikat adenin (A-T) dan guanin mengikat sitosin (G-C).
Dengan demikian, urutan basa nitrogen ATCGGTTA akan mengikat urutan TAGCCAAT, sesuai dengan huruf c.
Dapatkan lebih banyak pengetahuan dengan konten:
- DNA dan RNA
- Basa nitrogen
- Latihan DNA
