Replikasi DNA Tahapan Sintesis Protein

Genetika 85 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 3.11, antara lain: 1 Model Konservatif Menurut hipotesis ini, rantai ganda DNA induk langsung mem- bentuk salinan berupa rantai ganda DNA baru tanpa ada pemisahan rantai ganda DNA induk terlebih dahulu. Replikasi pertama meng- hasilkan dua rantai ganda DNA, terdiri dari satu rantai ganda DNA in- duk dan satu rantai ganda DNA yang benar-benar baru. Pada replikasi kedua, masing-masing rantai ganda DNA tersebut langsung memben- tuk 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 ran- tai 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, Mat- thew Meselson dan Franklin Stahl melakukan percobaan untuk mengu- ji ketiga hipotesis tersebut. Ternyata, hasil percobaannya mendukung hipo- tesis atau ide dari Watson dan Crick yaitu model semi konservatif. Gambar 3.11 Tahapan transkripsi RNA a. konservatif b. semi konservatif c. dispersif Galeri RNA Virus dapat Membentuk DNA Menurut Baltimore, Mizushi- ma, dan Temin 1970, bebe- rapa virus dapat mensintesis DNA dari RNA hasil cetakan yang berantai tunggal. Enzim yang berperan disebut DNA polimerase bergantung RNA atau Transkriptase Seba- liknya. Suryo, Genetika, hlm. 101 a b c Campbell, R eece, M itchell, B iologi 1, hlm. 305 86 Biologi Kelas XII Gambar 3.12 Tahapan replikasi DNA Replikasi merupakan tahapan rumit yang mengawali sintesis pro- tein. Oleh karena itu, kalian perlu menyimak dengan saksama. Proses replikasi dimulai pada beberapa daerah spesifi k dari rantai DNA, disebut pangkal replikasi. Beberapa tahapan dan enzim yang berperan dalam sintesis protein, antara lain: a DNA helikase, berfungsi untuk membuka rantai ganda DNA induk. b Enzim primase, membentuk primer yang merupakan segmen pendek dari RNA sebagai pemula untuk terjadinya sintesis protein. c Dari ujung 3´ RNA primer, DNA polimerase menambahkan pasang- an basa nitrogen dari nukleotida-nukleotida pada rantai tunggal DNA induk dan terbentuk rantai DNA yang bersambungan secara kontinyu tanpa terpisah-pisah yang disebut leading strand. d Pada rantai tunggal DNA induk yang lain, DNA polimerase membentuk lagging strand merupakan keseluruhan rantai kopian DNA yang pertumbuhannya tidak kontinyu dengan memper- panjang RNA primer-RNA primer di beberapa tempat sehingga membentuk segmen-segmen DNA baru yang saling terpisah. Seg- men-segmen itulah yang disebut fragmen Okazaki. e DNA polimerase yang lainnya, menggantikan RNA primer de- ngan DNA dan enzim ligase menghubungkan segmen-segmen okazaki, sehingga terbentuk salinan DNA baru. Nah, DNA baru yang telah terbentuk identik dengan DNA in- duk akan melanjutkan tahapan untuk mensintesis protein yaitu tahap- an transkripsi dan translasi.

b. Transkripsi

Pada tahapan ini, DNA akan membentuk RNA dengan cara menerjemahkan kode-kode genetik dari DNA. Proses pembentukan RNA ini disebut transkripsi, yang menghasilkan 3 macam RNA seperti yang telah kalian ketahui sebelumnya, yaitu RNA m, RNA t, dan RNA r. Transkripsi terjadi di dalam sitoplasma dan diawali dengan mem- bukanya rantai ganda DNA melalui kerja enzim RNA polimerase. Se- buah rantai tunggal berfungsi sebagai rantai cetakan atau rantai sense, Campbell, R eece, M itchell, B iologi 1, hlm. 309 Genetika 87 rantai yang lain dari pasangan DNA ini disebut rantai anti sense. Tidak seperti halnya pada replikasi yang terjadi pada semua DNA, transkripsi ini hanya terjadi pada segmen DNA yang mengandung kelompok gen tertentu saja. Oleh karena itu, nukleotida nukleotida pada rantai sense yang akan ditranskripsi menjadi molekul RNA dikenal sebagai unit transkripsi. Transkripsi meliputi 3 tahapan, yaitu tahapan inisiasi, elongasi, dan terminasi.