Pengertian, Model dan Pembuktian Mekanisme
Replikasi DNA
1. Pengertian Replikasi DNA
Replikasi DNA adalah proses di mana sebuah molekul DNA asli menghasilkan dua salinan identik DNA. Replikasi DNA adalah proses biologis yang terjadi pada semua organisme hidup. Replikasi DNA merupakan dasar untuk pewarisan. DNA terbuat dari dua helai dan setiap helai sel induk bertindak sebagai template untuk produksi untai komplementer. Proses ini dikenal sebagai replikasi semi-konservatif DNA.
2. Model dari Replikasi DNA
Terdapat tiga hipotesis yang berkembang mengenai mekanisme replikasi DNA, antara lain model replikasi secara: 1) Semikonservatif
Merupakan model yang dikemukakan oleh Watson dan Crick, dimana setiap molekul untaian ganda DNA anakan terdiri atas satu untaian-tunggal DNA induk dan satu untaian-tunggal DNA hasil sintesis baru.
2) Konservatif
Merupakan molekul DNA untaian-ganda induk tetap bergabung sedangkan kedua untaian DNA anakan terdiri atas molekul hasil sintesis baru.
3) Dispersif
Model ini menyatakan bahwa molekul DNA induk mengalami fragmentasi sehingga DNA anakan terdiri atas campuran molekul lama (berasal dari DNA induk) dan molekul hasil sintesis baru.
3. Pembuktian Mekanisme Replikasi DNA
Hipotesa tentang
replikasi semikonservatif diusulkan oleh Watson dan Crick setelah
publikasi paper mereka tentang stuktur DNA; teori tersebut dibuktikan
percobaan yang didesign oleh Mattew Meselson dan Franklin Stahl pada
tahun 1958. Meselson dan Stahl menumbuhkan sel Escherichia coli selama
beberapa generasi pada medium dimana sumber nitrogen (NH4Cl) mengandung
15N, isotop nitrogen terberat disamping isotop normal, yakni 14N. DNA
yang terisolasi dari sel ini memiliki densitas 1% lebih besar dari pada
DNA normal DNA[14N]. Meskipun perbedaannya kecil, campuran [15N]DNA
berat dengan [14N]DNA ringan dapat dipisahkan dengan sentrifugasi untuk
keseimbangan pada garadien densitas klorida sesium.
Sel
E.coli yang berkembang pada medium 15N ditransfer ke medium baru yang
hanya mengandung isotop 14N, dimana sel-sel tersebut dibiarkan
berkembang sampai populasi sel menjadi berlipat ganda. DNA yang
terisolasi dari generasi pertama sel membentuk pita tunggal pada
gradient CsCl pada posisi yang mengindikasikan bahwa DNA helik ganda
dari sel turunan merupakan hibrida yang mengandung satu strand 14N baru
dan satu stran 15N inang.
Hasil ini menumbangkan replikasi konservatif, hipotesis lain dimana satu turunan molekul DNA akan terdiri dari dua strand DNA hasil sintesa baru dan yang lainnya akan mengandung dua strand inang, sementara tidak akan dihasilakan molekul DNA hybrid pada percobaan Meselson-Stahl. Hipotesis replikasi semikonservatif kemudian mendukung langkah selanjutnya pada percobaan. Pada medium 14N, sel dibiarkan mengganda, dan produk hasil DNA dari lingkaran kedua replikasi ini menunjukan dua pita, satu memiliki densitas yang sama dengan DNA ringan dan yang lainnya memiliki densitas DNA hybrid yang diamati sel pertama menggandakan diri. Hasil eksperimen seperti gambar dibawah ini:
.png)
Hasil ini menumbangkan replikasi konservatif, hipotesis lain dimana satu turunan molekul DNA akan terdiri dari dua strand DNA hasil sintesa baru dan yang lainnya akan mengandung dua strand inang, sementara tidak akan dihasilakan molekul DNA hybrid pada percobaan Meselson-Stahl. Hipotesis replikasi semikonservatif kemudian mendukung langkah selanjutnya pada percobaan. Pada medium 14N, sel dibiarkan mengganda, dan produk hasil DNA dari lingkaran kedua replikasi ini menunjukan dua pita, satu memiliki densitas yang sama dengan DNA ringan dan yang lainnya memiliki densitas DNA hybrid yang diamati sel pertama menggandakan diri. Hasil eksperimen seperti gambar dibawah ini:
Meskipun
demikian, bukti-bukti baru menunjukkan adanya penyimpangan dari teori
replikasi semacam ini. Diketahui bahwa mekanisme replikasi DNA pada
virus tertentu, misalnya virus Ï•X174, yang genomnya berupa DNA
untaian-tunggal, melibatkan tahapan proses replikasi DNA dengan
mekanisme yang berbeda yaitu dengan model konservatif, meskipun hanya
pada tahapan tertentu.
Sumber: http://belajar-di-rumah.blogspot.co.id
