Replikasi DNA adalah proses pengkopian bahan genetik DNA secara akurat untuk membentuk sel-sel anakan. Terdapat beberapa enzim kunci yang terlibat dalam replikasi DNA, termasuk DNA polimerase, helikase, dan primase. Replikasi DNA pada prokariota dan eukariota memiliki mekanisme yang serupa namun juga memiliki perbedaan dalam enzim dan kompleks protein yang terlibat.

1. 1
I. Judul : Replikasi DNA
II. Nama : NeshaMutiara
III. NPM : 2017210155
IV. Isi Ringkasan :
- Replikasi adalah proses perbanyakan bahan genetik, sebagai proses yang mengawali
pertumbuhan sel.
- Sel memiliki mekanisme replikasi bahan genetik yang dilengkapi dengan sistem
penyuntingan yang sangat akurat sehingga bahan genetik yang diturunkan kepada sel anakan
(progeny) memiliki komposisi yang sangat identik dengan komposisi bahan genetik sel
induk.
- Replikasi bahan genetik diikuti oleh pembentukan sel – sel anakan yang membawa duplikat
bahan genetik hasil replikasi, sehingga kesalahan dalam proses replikasi bahan genetik dapat
mengakibatkan perubahan pada sifat – sifat sel anakan.
- Secara umum, replikasi bahan genetik merupakan proses pengkopian rangkaian molekul
bahan genetik sehingga dihasilkan molekul anakan yang sangat identik.
- Ada 3 hipotesis yang berkembang mengenai mekanisme replikasi DNA, yaitu:
1. Semikonservatif,yaitu setiap molekul untai ganda DNA anakan terdiri atas satu untai –
tunggal DNA induk dan satu untai – tunggal DNA anakan terdiri atas satu untai –
tunggal DNA induk dan satu untai – tunggal DNA hasil sintesis baru.
2. Konservatif, yaitu molekul DNA untai – ganda induk tetap bergabung sedangkan kedua
untaian DNA anakan terdiri atas molekul hasil sintesis baru.
3. Dispersif, yaitu molekul DNA induk mengalami fragmentasisehingga DNA anakan
terdiri atas campuran molekul lama (berasal dari DNA induk) dan molekul hasil sintesis
baru

2. 2
- Pada tahun 1958, Matthew Meselson dan Franklin Stahl berhasil menunjukkan secara
empiris bahwa replikasi DNA berlangsung dengan mekanisme secara semikonservatif
dengan melakukan eksperimen menggunakan bakteri Escherichia coli.
Gambar 1.Matthew Meselson Gambar 2. Franklin Stahl
- Komponen utama dalam replikasi bahan genetik yaitu:
1. DNA cetakan, yaitu molekul DNA atau RNA yang akan direplikasi
2. Molekul deoksi ribonukleotida, yaitu dATP, DTTP, dCTP, dan dGTP. Deoksi
ribonukleotida terdiri atas 3 komponen utama yaitu:
a. Basa purin atau pirimidin
b. Gula 5- karbon (deoksiribosa)
c. Gugus fosfat
3. Enzim DNA polimerase, yaitu enzim utama yang mengkatalisis proses polimerisasi
nukleotida menjadiuntaian DNA
4. Enzim primase, yaitu enzim yang mengkatalisis sintesis primer untuk memulai replikasi
DNA
5. Enzim pembuka ikatan untaian DNA induk, yaitu enzim helikase dan enzim lain yang
membantu proses tersebut yaitu enzim girase
6. Molekul protein yang menstabilkan untaian DNA yang sudah terbuka, yaitu protein SSB
(single strand binding protein)

3. 3
- Replikasi DNA berlangsung dalam beberapa tahap:
1. Denaturasi untaian DNA induk
2. Inisiasi sintesis DNA
3. Pemanjangan untaian DNA
4. Ligasi fragmen – fragmen DNA
5. Terminasi sintesis DNA
- Sintesis secara kontinu yaitu sintesis untaian DNA baru yang searah dengan pembukaan
garpu replikasi akan dapat dilakukan tanpa terputus.
- Untaian DNA awal yaitu untaian DNA yang disintesis secara kontinu.
- Sintesis secara diskontinu yaitu sintesis untaian DNA yang berlawanan arah geometrinya
dengan arah pembukaan garpu replikasi dilakukan secara tahap demi tahap.
- Fragmen Okazaki yaitu fragmen – fragmen DNA pendek yang disintesis.
- Polimerisasi DNA hanya dapat dimulai jika tersedia molekul primer, yaitu suatu molekul
yang digunakan untuk mengawali proses polimerisasi untaian DNA, yang dapat berupa
molekul DNA, RNA, atau protein spesifik, serta adanya cetakan berupa untaian DNA atau
RNA.
- Pengecualian untuk polimerisasi RNA tidak diperlukan primer.
- Bukti yang menunjukkan bahwa replikasi DNA memerlukan primer berupa RNA berasal
dari penelitian mengenai replikasi bakteriofage M13 dengan menggunakan ekstrak sel E.
coli dan enzim Dnase tidak dapat menghancurkan fragmen Okazaki secara total.
- Setelah primer disintesis dan menempel pada DNA cetakan, lalu dilakukan sintesis DNA
baru, menggunakan molekul primer untuk menempelkan nukleotida pertama pada untaian
DNA baru. Pada proses sintesis untaian DNA lambat (lagging strand) diperlukan lebih dari
satu primer karena sintesis DNA berlawanan arah dengan arah pembukaan garpu replikasi
sehingga terjadi sintesis secara diskontinu.
- Pada prokaryot, proses polimerisasi untaian DNA baru dikatalisis oleh enzim DNA
Polimerase III.

4. 4
- RNA primer yang menjadi bagian fragmen Okazaki selanjutnya akan didegradasi oleh
aktivitas eksonuklease 5’  3’ yang ada pada enzim DNA Polimerase I.
- Replikasi berlangsung ke satu arah sehingga hanya ada satu untaian DNA awal dan satu
untaian DNA lambat, dapat juga berlangsung kedua arah yang berlawanan yang dikenal
sebagai replikasi dua arah (bidirectional replication).
- Bagian DNA yang membuka semakin lama akan semakin besar sehingga membentuk
struktur serupa gelembung sehingga disebut gelembung replikasi.
- DNA yang mengalami replikasi memiliki struktur spesifik menyerupai theta sehingga
replikasinya dikenal sebagai mekanisme replikasi theta.
- Replikon yaitu suatu molekul DNA yang direplikasi oleh satu ori, meskipun pada ori
tersebut ada dua garpu replikasi yang bergerak ke dua arah yang berlawanan.
- Di dalam sel E. coli diketahui ada 4 macam DNA helikase yaitu helikase rep, DNA helikase
I, DNA helikase II, dan protein DnaB.
- Studi menunjukkan bahwa enzim helikase yang berperan dalam pemisahanuntaian DNA
adalah protein DnaB, dibuktikan dengan menggunakan mutan E. coli yang peka terhadap
suhu, menyebabkan terhentinya sintesis DNA jika suhu dinaikkan sampai mencapai aras
tertentu.
- DNA girase adalah salah satu enzim topoisomerase, yaitu suatu enzim yang dapat
mengubah topologi molekul DNA yang dilakukan dengan cara memutuskan ikatan hidrogen
pada salah satu atau kedua untaian DNA secara sementara.
- Primosom yaitu kompleks protein yang mengkatalisis sintesis primer pada bakteri E. coli.
- Secara sederhana koordinasi sintesis DNA awal dan DNA lambat dapat dijelaskan sebagai
berikut:
1. DnaB (helikase) yang berfungsi untuk membuka ikatan DNA, bergerak searah dengan
arah sintesis untaian DNA awal. Setelah DNA dibuka maka protein SSB menempel pada
DNA
2. Masing – masing inti katalitik DNA polimerase III akan terikat pada kedua untaian DNA
(cetakan) dan menyintesis baik DNA awal maupun DNA lambat

5. 5
3. Kompleks primosom akan menarik untaian DNA induk yang digunakan sebagai cetakan
untuk sintesis DNA lambatke arah yang sesuai dengan arah pergerakan DnaB sekaligus
menyintesis primer
4. Salah satu inti katalitik DNA polimerase IIIakan menyintesis fragmen Okazaki
5. Pada waktu garpu replikasi bergerak maju (searah dengan pergerakan sintesis DNA
awal), maka protein PriA akan bergerak berlawanan arah dari arah gerakan garpu
replikasi, sekaligus menyingkirkan SSB
6. DNA Polimerase III akan memperpanjang DNA lambat yang sedang disintesis sampai
bertemu dengan ujung 5’ dari fragmen Okazaki yang sudah disintesis sebelumnya,
kemudian DNA cetakan dilepaskan
- Prosesivitas yaitu kemampuan replikasi yang tinggi tanpa terdisosiasi dari cetakan yang
umumnya dimiliki oleh enzim DNA polimerase yang diperlukan untuk melakukan replikasi
genom.
- Peranan DNA Polimerase eukaryot:
1. DNA Polimerase α mengawali replikasi pada kedua untaian
2. DNA Polimerase δ  pemanjangan kedua untaian
3. DNA Polimerase β  reparasi DNA
4. DNA Polimerase ε  reparasi DNA
5. DNA Polimerase γ  replikasi DNA mitokondria
- ARS (Autonomously Replicating Sequence) yaitu sekuens yang bereplikasi secara
independen pada genom S. cerevisiae.
- Salah satu teknik untuk memetakan titik awal replikasi pada eukaryot adalah dengan analisis
elektroforetik fragmen DNA yang sedang mengalami replikasi seperti yang dilakukan oleh
Brewer dan Fangman.
- Telomerase adalah satu ribonukleoprotein yang mengandung RNA dan subunit protein.
- Replikase yaitu enzim RNA Polimerase yang dikendalikan oleh RNA, dibutuhkan dalam
replikasi RNA TMV.
- Langkah replikasi virus:
1. Penempelan virus pada reseptor yang ada pada limfosit CD4
2. Molekul DNA untai – tunggal kemudian disintesis dengan menggunakan molekul RNA
sebagai cetakan. Sintesis DNA untai – tunggal ini dilakukan oleh enzim RNA sebagai

6. 6
cetakan. Enzim yang sama lalu mengubah molekul DNA untai – tunggal menjadi
molekul untai – ganda linear
3. Molekul DNA untai – ganda yang terbentuk kemudian diintegrasikan ke dalam
kromosom sel inang oleh aktivitas enzim integrase. Dalam keadaan demikian virus
disebut sebagai provirus karena genom virus HIV adalah RNA, bukan DNA
4. Setelah DNA untai – ganda diintegrasikan, selanjutnya dilakukan sintesis RNA virus
dengan menggunakan aktivitas RNA Polimerase yang dimiliki oleh sel inang. Sintesis
RNA virus dilakukan dengan menggunakan cetakan RNA provirus. RNA virus yang
disintesis berfungsi sebagai sumber informasi untuk sintesis protein struktural virus dan
enzim sekaligus sebagai genom virus
5. Genom RNA virus selanjutnya dibungkus oleh protein selubung yang terdiri atas 2
lapisan yaitu protein utama dan protein cangkang
6. Partikel virus yang terbentuk selanjutnya menembus membran plasma sel inang sehingga
memperoleh selubung lemak
- Enzim DNA Polimerase yang dikendalikan oleh RNA memiliki 3 macam aktivitas:
1. Aktivitas DNA polimerase yang dikendalikan oleh RNA, digunakan untuk sintesis DNA
dari cetakan RNA
2. Aktivitas DNA polimerase yang dikendalikan oleh DNA, yang digunakan untuk sintesis
DNA untai – ganda
3. Ribonuklease H, yaitu aktivitas yang diperlukan untuk degradasi primer yang digunakan
dalam proses sintesis DNA, yang digunakan sebagai primer adalah molekul tRNA sel
inang yang terikat pada genom virus. Pada waktu sintesis DNA sudah dimulai dan
primer tidak diperlukan lagi makaaktivitas ribonuklease akan mendegradasi molekul
tRNA primer
V. DAFTAR PUSTAKA :
1. Triwibowo Yuwono. 2009. Biologi Molekular. Jakarta : Penerbit Erlangga.