Deoxyribonucleic Acid (DNA) adalah salah satu bagian dari material genetik yang memiliki kemampuan mereplikasi diri. Ada tiga hipotesis yang menerangkan bagaimana proses mekanisme replikasi DNA yaitu konservatif, semikonservatif, dan dispersif. Dari ketiga hipotesis mekanisme replikasi DNA tersebut, replikasi DNA model semikonservatif lebih banyak diterima oleh para ilmuwan dalam menjelaskan proses dalam replikasi DNA.
Teori semikonservatif pada replikasi DNA disampaikan oleh James Watson dan Fracis Crick. Kedua tokoh tersebut jugalah yang memberikan model pita DNA double helix. Di mana bentuk DNA digambarkan seperti uraian rantai membentuk tangga terpilin.
DNA tersusun atas rangkaian nukleotida yaitu gabungan antara gugus fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogen. Setiap nukleotida terdiri dari gugus gula deoksiribosa yang memiliki 5 atom karbon (C), gugus fosfat, dan basa nitrogen. Tanpa gugus fosfat, gabungan antara gula pentosa dan basa nitrogen disebut nukleosida. Gula pentosa dan gugus fosfat disebut dengan tulang punggung DNA karena kandungannya sama di setiap nukleotida.
Apa perbedaan dari tiga proses mekanisme replikasi DNA: konservatif, semikonservatif, dan dispersif? Bagaimana mekanisme replikasi DNA? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.
Table of Contents
Baca Juga: Hukum Keseimbangan Hardy Weinberg untuk Menetukan Persentase Genotipe dari Suatu Populasi
3 Hipotesis Replikasi DNA
Tiga hipotesis yang menerangkan proses replikasi DNA meliputi model konservatif, semikonservatif, dan dispersif.
Perbedaan dari ketiga hipotesis proses mekanisme replikasi DNA tersebut ditunjukkan seperti daftar berikut.
- Konservatif: semua pita DNA double helix berfungsi sebagai cetakan yang dalam prosesnya dapat menghasilkan sebuah pita DNA doble helix baru.
- Semikonservatif: pita DNA terurai menjadi pita tunggal dan setiap pita berfungsi sebagai cetakan, setiap pita tunggal tunggal membentuk pita pasangannya sehingga terbentuk pita double helix.
- Dispersif: pita spiral double helix terputus-putus kemudian potongan DNA tersebut membentuk dua pita baru, potongan DNA lama akan bersambungan dengan DNA baru pada kedua pita double helix yang baru tersebut
Baca Juga: Gambar Struktur Kromosom dan Keterangannya
Mekanisme Replikasi DNA Model Semi Konservatif
Dari ketiga model replikasi DNA di atas, model replikasi DNA semikonservatif adalah model yang paling banyak mendapat dukungan dari para ilmuwan. Mekanisme replikasi DNA untuk model semikonservatif sesuai diurai melalui penjelasan di bawah.
Komponen-komponen yang terlibat dalam replikasi DNA antara lain DNA dan beberapa enzim seperti helikase, DNA polimerase, topoisomerase, dan ligase. Proses yang terjadi pada mekanisme replikasi DNA diawali dengan terbukanya pilinan atau pemisahan rantai oleh enzim helikase.
Terbukanya pilinan rantai akan menghasilkan dua buah pita tunggal. Setiap pita tunggal berfungsi sebagai cetakan DNA baru dengan bantuan enzim DNA polimerase.
DNA double helix memiliki satu sifat antiparalel yang artinya ikatan gula fosfat kedua pita berlawanan arah. Perhatikan urutan ikatan gula pentosa pada gambar di bawah yang menunjukkam sifat antiparalel pada untai rantai DNA.
Arah nomor 1’ sampai 5’ merupakan lima karbon pada gula deoksiribosa. Gugus fosfat berikatan pada karbon nomor arah 3’ atau 5’ sehingga menghasilkan dua buah pita DNA dengan polaritas berbeda.
DNA polimerase dapat mensintesis DNA baru dengan arah 5’ → 3’. Sehingga dalam pembentukan DNA baru akan terdapat pita DNA kontinu dan diskontinu. Pita DNA kontinu terbentuk dari arah 5’ → 3’ tanpa terputus, sementara diskontinu akan terbentuk dari arah 3’ → 5’ terputus-putus.
RNA primer akan dibentuk oleh enzim primerase dan diteruskan oleh DNA polimerase membentuk fragmen DNA yang disebut fragmen Okazaki. RNA primer akan digantikan DNA bersamaan dengan penyambungan fragmen Okazaki oleh enzim ligase sehingga terbentuk pita DNA baru yang utuh.
Baca Juga: Jumlah Kromosom Manusia Normal dan Dengan Kelainan
Secara ringkas, urutan mekanisme replikasi DNA (model semikonservatif) sesuai dengan tahapan-tahapan berikut.
- Enzim helikase membuka pilinan dan memisahkan rantai DNA induk
- DNA polimerase membentuk salinan DNA baru
- Pita kontinu disintesis oleh DNA polimerase
- Pita diskontinu terbentuk terputus-putus
- RNA primer digantikan menjadi DNA oleh DNA polimerase
- Terbentuk fragmen putus-putus yang disebut fragmen Okazaki
- DNA ligase menyambung fragmen Okazaki sehingga terbentuk pita DNA baru yang utuh
Contoh Soal dan Pembahasan
Beberapa contoh soal di bawah dapat sobat idschool gunakan untuk menambah pemahaman bahasan di atas. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasannya. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat Berlatih!
Contoh 1 – Soal Mekanisme Replikasi DNA
Hipotesis replikasi DNA yang menyatakan bahwa DNA terpisah berdasarkan arah panjangnya, kemudia setiap pita membentuk komplemennya merupakan hipotesis replikasi ….
A. konservatif
B. semikonservatif
C. dispersif
D. bidireksional
E. divergen
Pembahasan:
Dari soal dapat diketahui bahwa pita DNA terpisah kemudian setiap pita membentuk komplemennya. Replikasi DNA dengan proses tersebut merupakan karakteristik dari model semikonservatif.
Jawaban: B
Contoh 2 – Soal Keterangan Molekul DNA
Sepotong molekul DNA yang ditunjukkan oleh nomor 1, 2, dan 3 secara berurutan adalah ….
A. pentosa, fosfat, dan timin
B. pentosa, fosfat, dan adenin
C. fosfat, pentosa, dan guanin
D. fosfat, deoksiribosa, dan guanin
E. fosfat, deoksiribosa, dan timin
Pembahasan:
Rangkaian nomor 1, 2, dan 3 disebut dengan nukleotida. Nomor 1 dan 2 pada DNA disebut tulang punggung DNA karena kandungannya sama di setiap nukleotida yaitu fosfat (1) dan pentosa (2).
Selain fosfat dan pentosa, pada nukleotida juga terdapat basa nitrogen yang terdiri dari dua macam yaitu purin dan pirimidin. Purin terdiri dari adenin (A) dan guanin (G), sementar pirimidin terdiri dari sitosin (S) dan timin (T). Basa nitrogen purin dan pirimidin pada rantai DNA selalu berpasangan. Di mana guanin (G) berpasangan dengan Sitosin (S) sementara Adenin (A) berpasangan dengan Timin (T).
Dari gambar terlihat bahwa basa nitrogen yang berpasangan dengan basa nitrogen nomor 3 adalah sitosin (S). Diketahui bahwa sitosin adalah basa nitrogen pirimidin yang selalu berpasangan dengan guanin (G).
Jadi, sepotong molekul DNA yang ditunjukkan oleh nomor 1, 2, dan 3 secara berurutan adalah fosfat, pentoda, dan guanin.
Jawaban: C
Contoh 3 – Soal Mekanisme Replikasi DNA
DNA dalam inti mempunyai kemampuan bereplikasi dan menghasilkan DNA baru yang berfungsi untuk ….
A. melakukan translasi, dengan membentuk mRNA
B. melakukan transkripsi dengan membentuk rRNA
C. menyusun rangkaian asam amino yang diperlukan
D. melakukan transkripsi dengan membentuk mRNA
E. membentuk DNA baru yang sangat persis dengan dirinya
Pembahasan:
Replikasi DNA berkaitan dengan terjadinya sintesis protein yaitu proses pembentukan polipetida (protein) yang terjadi dalam inti sel dan ribosom. Pada sintesis protein dalam inti sel berlangsung tahap trankripsi yaitu penulisan ulang DNA ke dalam RNA duta (dRNA) atau messenger RNA (mRNA).
Jadi, kemampuan replikasi DNA dalam inti dan menghasilkan DNA baru yang berfungsi untuk melakukan transkripsi dengan membentuk mRNA.
Jawaban: D
Demikianlah tadi ulasan mekanisme replikasi DNA yang terdiri dari tiga hipotesis yaitu konservatif, semikonservatif, dan dispersif. Terima kasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!
Baca Juga: Perbedaan Sel Prokariotik dan Eukariotik
