Langkah dan Proses Replikasi DNA

DNA adalah bahan genetik yang mendefinisikan setiap sel. Sebelum sel duplikat dan dibagi menjadi yang baru sel anak perempuan melalui keduanya mitosis atau meiosis, biomolekul dan organel harus disalin untuk didistribusikan di antara sel-sel. DNA, ditemukan di dalam inti, harus direplikasi untuk memastikan bahwa setiap sel baru menerima jumlah yang benar kromosom. Proses duplikasi DNA disebut Replikasi DNA. Replikasi mengikuti beberapa langkah yang melibatkan banyak protein disebut enzim replikasi dan RNA. Dalam sel eukariotik, seperti sel hewan dan sel tanamanReplikasi DNA terjadi di S fase interphase selama siklus sel. Proses replikasi DNA sangat penting untuk pertumbuhan sel, perbaikan, dan reproduksi dalam organisme.

DNA atau asam deoksiribonukleat adalah jenis molekul yang dikenal sebagai a asam nukleat. Ini terdiri dari gula 5-karbon deoksiribosa, fosfat, dan basa nitrogen. DNA beruntai ganda terdiri dari dua rantai asam nukleat spiral yang dipelintir menjadi a heliks ganda bentuk. Pemuntiran ini memungkinkan DNA menjadi lebih kompak. Agar sesuai dengan nukleus, DNA dikemas ke dalam struktur melingkar yang disebut

Sebelum DNA dapat direplikasi, molekul beruntai ganda harus "dibuka ritsleting" menjadi dua untai tunggal. DNA memiliki empat basis yang disebut adenine (A), timin (T), sitosin (C) dan guanine (G) yang membentuk pasangan antara dua helai. Adenine hanya berpasangan dengan timin dan sitosin hanya berikatan dengan guanin. Untuk melepaskan DNA, interaksi antara pasangan basa ini harus diputus. Ini dilakukan oleh enzim yang dikenal sebagai DNA helicase. DNA helicase mengganggu ikatan hidrogen antara pasangan basa untuk memisahkan untaian menjadi bentuk Y yang dikenal sebagai garpu replikasi. Area ini akan menjadi template untuk replikasi untuk memulai.

DNA bersifat directional di kedua helai, ditandai dengan ujung 5 'dan 3'. Notasi ini menandakan kelompok sisi mana yang menempel tulang punggung DNA. Itu Akhir 5 ' memiliki gugus fosfat (P) yang menempel, sedangkan Akhir 3 ' memiliki gugus hidroksil (OH) terpasang. Arah ini penting untuk replikasi karena hanya berkembang dalam arah 5 'ke 3'. Namun, garpu replikasi adalah dua arah; satu untai berorientasi pada arah 3 'ke 5' (untai terkemuka) sementara yang lain berorientasi 5 'sampai 3' (untai lagging). Oleh karena itu kedua sisi direplikasi dengan dua proses yang berbeda untuk mengakomodasi perbedaan arah.

Untai terkemuka adalah yang paling sederhana untuk ditiru. Setelah untai DNA telah dipisahkan, sepotong pendek RNA disebut a primer mengikat ujung untai 3 '. Primer selalu mengikat sebagai titik awal untuk replikasi. Primer dihasilkan oleh enzim DNA primase.

Enzim dikenal sebagai DNA polimerase bertanggung jawab membuat untai baru dengan proses yang disebut perpanjangan. Ada lima jenis DNA polimerase yang dikenal di Indonesia bakteri dan sel manusia. Pada bakteri seperti E. coli, polimerase III adalah enzim replikasi utama, sedangkan polimerase I, II, IV dan V bertanggung jawab atas pengecekan dan perbaikan kesalahan. DNA polimerase III mengikat untai di lokasi primer dan mulai menambahkan pasangan basa baru sebagai pelengkap untai selama replikasi. Dalam sel eukariotik, polimerase alfa, delta, dan epsilon adalah polimerase utama yang terlibat dalam replikasi DNA. Karena replikasi berlangsung dalam arah 5 'ke 3' pada untaian utama, untai yang baru terbentuk adalah kontinu.

Itu untai tertinggal memulai replikasi dengan mengikat dengan banyak primer. Setiap primer hanya terpisah beberapa pangkalan. DNA polimerase kemudian menambahkan potongan-potongan DNA, yang disebut Fragmen Okazaki, ke untaian antara primer. Proses replikasi ini tidak berlanjut karena fragmen yang baru dibuat terputus-putus.

Setelah untai kontinyu dan terputus-putus terbentuk, sebuah enzim disebut tolong menghapus semua primer RNA dari untaian asli. Primer ini kemudian diganti dengan basis yang sesuai. Exonuclease lain "mengoreksi" DNA yang baru dibentuk untuk memeriksa, menghapus dan mengganti kesalahan. Enzim lain yang disebut Ligase DNA bergabung dengan fragmen Okazaki bersama-sama membentuk satu untai tunggal. Ujung-ujung DNA linier menimbulkan masalah karena DNA polimerase hanya dapat menambahkan nukleotida dalam arah 5 ′ hingga 3.. Ujung-ujung untaian induk terdiri dari urutan DNA berulang yang disebut telomer. Telomer bertindak sebagai tutup pelindung di ujung kromosom untuk mencegah kromosom di dekatnya melebur. Jenis khusus dari enzim DNA polimerase disebut telomerase mengkatalisasi sintesis urutan telomer di ujung DNA. Setelah selesai, untai induk dan gulungan untai komplementer DNA menjadi akrab heliks ganda bentuk. Pada akhirnya, replikasi menghasilkan dua Molekul DNA, masing-masing dengan satu untai dari molekul induk dan satu untai baru.

Replikasi DNA adalah produksi yang identik Heliks DNA dari molekul DNA untai ganda tunggal. Setiap molekul terdiri dari untai dari molekul asli dan untai yang baru terbentuk. Sebelum replikasi, DNA membuka gulungan dan untaian terpisah. Garpu replikasi dibentuk yang berfungsi sebagai templat untuk replikasi. Primer mengikat DNA dan polimerase DNA menambah urutan nukleotida baru dalam arah 5 ′ hingga 3..

Penambahan ini kontinu di untai terkemuka dan terfragmentasi di untai lagging. Setelah perpanjangan untaian DNA selesai, untaian diperiksa untuk kesalahan, perbaikan dilakukan, dan urutan telomer ditambahkan ke ujung DNA.