Replikasi DNA Prokariotik dan Eukariotik

    Sel seperti yang sudah kita pelajari sebelumnya terdapat dua jenis yaitu prokariotik dan eukariotik. Salah satu perbedaannya adalah struktur sel prokariotik dan eukariotik berbeda. Hal tersebut juga berlaku pada DNA yang dimilikinya. DNA Prokariotik berbeda dengan eukariotik. Karena berbeda, maka cara replikasinya pun juga berbeda. Replikasi DNA bersifat Bidirectional. Hal tersebut berarti arah replikasi ada dua. Itulah mengapa di dalam replikasi DNA dikenal dengan istilah Leading Strand (5‟ ke 3‟) dan Lagging Strand (3‟ ke 5‟). 

Hal-Hal Yang Perlu Diperhatikan di Dalam Replikasi DNA: 

1. Arah replikasi 

2. Fungsi dan letak tiap enzim/protein pembantu di dalam replikasi DNA 

3. Kapan dan di mana terjadinya sintesis RNA Primer 

4. Pengertian leading strand dan lagging strand 

5. Pembentukan Fragmen Okazaki. 

Mekanisme Replikasi DNA Pada Prokariotik: 

1. Proses Inisasi 

    Proses Inisiasi ini bertujuan untuk membentuk garpu replikasi (replication fork). Proses inisiasi menggunakan DNA A yang berfungsi untuk mengenali daerah ori pada DNA yang akan direplikasi. DNA A merupakan Dna A merupakan tetramer akan mengikat 9 mer di ori C membentuk komplek inisial. Dengan bantuan ATP  membentuk struktur kompleks terbuka.    

    Kemudian setelah daerah ori dikenali oleh DNA A selanjutnya DNA B (protein/enzim Helikase) akan membuka dan memisahkan untai ganda DNA dengan bantuan DNA C dengan membentuk kompleks DNA B-DNA C (Prepriming Complex). Setiap utas DNA diikat oleh 1 DNA B untuk mencegah terjadinya “re-anneling. Sesudah terbentuk garpu replikasi single strand binding protein membantu kerja enzim Heliase dengan mengikat/melekat tiap utas agar tidak reanneling. Selain itu, terdapat pula DNA Girase (DNA Topoisomerase II) untuk menjaga ketegangan DNA. Perlu diingat bahwa di DNA prokariotik hanya terdapat satu ori yaitu ORI C yang mengandung pengulangan 9 bp yang dapat dikenali oleh DNA A. 

2. Proses Polimerasi 

    Saat sintesis untai pasangan DNA di leading strand dari arah 5‟ ke 3‟ menggunakan DNA Polimerase III. Selain itu di lagging strand, terjadi sintesis RNA Primer (berupa fragme Okazaki) menggunakan enzim Primase. Setelah itu, terjadi pembuangan RNA Primer oleh DNA Polimerase I untuk diganti menjadi untai DNA. Terdapat DNA Pol II untuk merespon jika ada kerusakan DNA pada waktu replikasi dan berfungsi untuk gap filling dan sintesis pada DNA yang rusak. 

3. Proses Terminasi

     Terdapat protein TUS yang melekat pada TER sites yang menghambat gerak helikase. 

Mekanisme Replikasi DNA Pada Eukariotik: 

1. Proses Inisiasi 

    Pada proses inisiasi terjadi pembentukan garpu replikasi (replication fork) oleh T antigen Helikase yang membutuhkan ATP bersama dengan RFA (replication factor A) (pada prokariotik berupa single strand binding protein) yang mengikat utas tunggal yang telah membuka pada garpu replikasi. 

    Selain itu terdapat pula enzim Primase yang berada di utas lagging untuk mensintesis RNA Primer.

2. Proses Polimerisasi 

    Proses polimerisasi pada eukariotik menggunakan DNA Pol α, β, γ, δ, dan ε. DNA Polimerase α berfungsi untuk sintesis DNA pada utas lagging dibantu dengan primase dan PCNA (proliferating cell nuclear antigen [subunit β DNA Pol E. Coli]). 

    Telomerase berfungsi untuk aktivitas reverse transcription dan memanjangkan utas lagging di ujung 3‟ OH untuk mencegah aging/penuaan

    DNA Pol δ berfungsi untuk sintesis DNA pada utas leading dibantu dengan PCNA. 

    DNA Pol β berfungsi untuk memperbaiki utas DNA yang rusak.

    DNA Pol γ berfungsi untuk replikasi DNA pada mitokondria hewan. 

    Topoisomerase berfungsi untuk memisahkan 2 DNA sirkular hasil replikasi dan memberikan bentuk negatif supercoil, menjaga ketegangan untai ganda DNA yang dipisahkan oleh enzim Helikase serta untuk memisahkan kromatid turunan. 

3. Tahap Terminasi 

    Terdapat enzim Ligase yang menyambungkan kembali utas ganda DNA yang telah terpisah menjadi garpu replikasi (replication fork).