Tahap Replikasi DNA (DNA Replication Part II) Tahapan Replikasi DNA adalah sebagai berikut

1. Pengenalan Origin of Replication (ORI)Titik awal dimulainya replikasi disebut Origins of Replication (titik ORI), merupakan suatu unique sequence yang akan dikenali suatu protein inisiator. Protein Origin Recognition Complex (ORC) berperan sebagai protein inisiator yang akan mengenali sekuens ORI dan menginisiasi penempelan helicase. ORC ini akan selalu menempel pada saat proses replikasi berlangsung, penghancuran ORC oleh protein tertentu dapat menghambat proses replikasi.

2. Inisiasi Replication ForkHelicase yang menempel pada ORI berfungsi membuka pilinan DNA double strand menjadi dua single strand DNA terpisah sehingga membentuk struktur Replication Fork. Single Strand Binding Protein (SSBP) akan menempel pada single strand DNA yang baru terbentuk agar stabil sehingga tidak bergabung kembali (renaturasi). Pembukaan pilinan oleh helicase dimulai dari ORI menuju ke dua arah, membentuk 2 Replication Fork yang tampak sebagai Replication Bubble.

3. Replikasi pada Leading StrandReplikasi pada Leading strand diawali dengan aktivitas primase (DNA primase) yang mensintesis RNA primer. Setelah adanya RNA primer, sintesis DNA dapat dimulai oleh DNA polimerase secara kontinyu dari arah 5' ke 3' searah dengan pembukaan replication fork.

4. Replikasi pada Lagging StrandSintesis DNA harus terjadi pada arah 5' ke 3' maka arah replikasi berlawanan arah dengan pembukaan Replication Fork atau

antiparalel dengan arah Leading strand. Replikasi pada lagging strand terjadi secara tidak kontinyu. Sintesis DNA diawali dengan pembentukan RNA primer kemudian dilanjutkan sintesis DNA oleh DNA polimerase, demikian berulang-ulang setelah helicase membuka untaian double helix DNA. Oleh karena itu, pada lagging strand dijumpai fragmen-fragmen DNA yang disebut fragmen Okazaki. DNA polimerase akan menganti RNA primer dengan sekuens DNA dan meninggalkan celah antar fragmen (gap). Fragmen-fragmen tersebut akhirnya disatukan oleh Ligase sehingga membentuk untai DNA baru yang utuh dan komplementer dengan template DNA induk.

Secara umum, proses sintesis protein meliputi tiga tahapan utama, antara lain:

a. Replikasi DNA

Setiap sel dapat memperbanyak diri dengan cara membelah. Sebuah sel membelah menjadi 2 sel, 2 sel membelah menjadi 4 sel, 4 sel membelah menjadi 8 sel dan seterusnya. Sebelum sel membelah, terjadi perbanyakan komponen-komponen di dalam sel termasuk DNA. Perbanyakan DNA dilakukan dengan cara replikasi. Dengan demikian, replikasi adalah proses pembuatan (sintesis) DNA baru atau penggandaan DNA di dalam nukleus. Pada saat replikasi berlangsung, DNA induk membentuk kopian DNA anak yang sama persis sehingga DNA induk berfungsi sebagai cetakan untuk pembentukan DNA baru.

RNA Virus dapat Membentuk DNA

Menurut Baltimore, Mizushima, dan Temin (1970), beberapa virus dapat mensintesis DNA dari RNA hasil cetakan yang berantai tunggal. Enzim yang berperan disebut DNA polimerase

bergantung RNA atau Transkriptase Sebaliknya. (Suryo, Genetika, hlm. 101) Replikasi merupakan tahapan rumit yang mengawali sintesis

protein. Oleh karena itu, kalian perlu menyimak dengan saksama.

Gambar 1. Tahapan replikasi DNA.Proses replikasi dimulai pada beberapa daerah spesifik 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 pasangan 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 memperpanjang RNA primer-RNA primer di beberapa tempat sehingga membentuk segmen-segmen DNA baru yang saling terpisah. Segmen-segmen itulah yang disebut fragmen Okazaki.

e) DNA polimerase yang lainnya, menggantikan RNA primer dengan DNA dan enzim ligase menghubungkan segmen-segmen okazaki, sehingga terbentuk salinan DNA baru. Nah, DNA baru yang telah terbentuk (identik dengan DNA induk) akan melanjutkan tahapan untuk mensintesis protein yaitu tahapan transkripsi dan translasi.

b. TranskripsiPada 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 mRNA, tRNA, dan rRNA. Transkripsi terjadi di dalam sitoplasma dan diawali dengan membukanya rantai ganda DNA melalui kerja enzim RNA polimerase. Sebuah rantai tunggal berfungsi sebagai rantai cetakan atau rantai sense, 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.

1) Inisiasi (Permulaan)

Jika pada proses replikasi dikenal daerah pangkal replikasi, pada transkripsi ini dikenal promoter, yaitu daerah DNA sebagai tempat melekatnya RNA polimerase untuk memulai transkripsi. RNA polimerase melekat atau berikatan dengan promoter, setelah promoter berikatan dengan kumpulan protein yang disebut faktor transkripsi. Nah, kumpulan antara promoter, RNA polimerase, dan faktor transkripsi ini disebut kompleks inisiasi transkripsi. Selanjutnya, RNA polimerase membuka rantai ganda DNA.

2) Elongasi (Pemanjangan)

Setelah membuka pilinan rantai ganda DNA, RNA polimerase ini kemudian menyusun untaian nukleotida-nukleotida RNA dengan arah 5´ ke 3´. Pada tahap elongasi ini, RNA mengalami pertumbuhan memanjang seiring dengan pembentukan pasangan basa nitrogen DNA. Pembentukan RNA analog dengan pembentukan pasangan basa nitrogen pada replikasi. Pada RNA tidak terdapat basa pirimidin timin (T), melainkan urasil (U). Oleh karena itu, RNA akan membentuk pasangan basa urasil dengan adenin pada rantai DNA. Tiga macam basa yang lain, yaitu adenin, guanin, dan sitosin dari DNA akan berpasangan dengan basa komplemennya masing-masing sesuai dengan pengaturan pemasangan basa. Adenin berpasangan dengan urasil dan guanin dengan sitosin (Gambar 2).

Gambar 2. Tahap elongasi transkripsi.3) Terminasi (Pengakhiran)

Penyusunan untaian nukleotida RNA yang telah dimulai dari daerah promoter berakhir di daerah terminator. Setelah transkripsi selesai, rantai DNA menyatu kembali seperti semula dan RNA polimerase segera terlepas dari DNA. Akhirnya, RNA terlepas dan terbentuklah RNA m yang baru.

Pada sel prokariotik, RNA hasil transkripsi dari DNA, langsung berperan sebagai RNA m. Sementara itu, RNA hasil transkripsi gen pengkode protein pada sel eukariotik, akan menjadi RNA m yang fungsional (aktif) setelah malalui proses tertentu terlebih dahulu. Dengan demikian, pada rantai tunggal RNA m terdapat beberapa urut-urutan basa nitrogen yang merupakan komplemen (pasangan) dari pesan genetik (urutan basa nitrogen) DNA. Setiap tiga macam urutan basa nitrogen pada nukleotida RNA m hasil transkripsi ini disebut sebagai triplet atau kodon.

c. TranslasiSetelah replikasi DNA dan transkripsi mRNA di dalam nukleus, mRNA dari nukleus dipindahkan ke sitoplasma sel. Langkah selanjutnya adalah proses translasi RNA m untuk membentuk protein. Translasi merupakan proses penerjemahan beberapa triplet atau kodon dari RNA m menjadi asam amino-asam amino yang akhirnya membentuk protein. Urutan basa nitrogen yang

berbeda pada setiap triplet, akan diterjemahkan menjadi asam amino yang berbeda. Misalnya, asam amino fenilalanin diterjemahkan dari triplet UUU (terdiri dari 3 basa urasil), asam amino triptofan (UGG), asam amino glisin (GGC), dan asam amino serin UCA.

Sebanyak 20 macam asam amino yang diperlukan untuk pembentukan protein merupakan hasil terjemahan triplet dari mRNA. Selanjutnya, dari beberapa asam amino (puluhan, ratusan, atau ribuan) tersebut dihasilkan rantai polipeptida spesifik dan akan membentuk protein spesifik pula.

Gambar 3. Tahapan transkripsi RNA.Lalu, bagaimana mekanisme translasi tersebut? Langkah-langkah pada proses translasi adalah sebagai berikut:1) Inisiasi TranslasiRibosom sub unit kecil mengikatkan diri pada mRNA yang telah membawa sandi bagi asam amino yang akan dibuat, serta mengikat pada bagian inisiator tRNA. Selanjutnya, molekul besar ribosom juga ikut terikat bersama ketiga molekul tersebut

membentuk kompleks inisiasi. Molekul-molekul tRNA mengikat dan memindahkan asam amino dari sitoplasma menuju ribosom dengan menggunakan energi GTP dan enzim. Bagian ujung tRNA yang satu membawa antikodon, berupa triplet basa nitrogen. Sementara, ujung yang lain membawa satu jenis asam amino dari sitoplasma. Kemudian, asam amino tertentu tersebut diaktifkan oleh tRNA tertentu pula dengan menghubungkan antikodon dan kodon (pengkode asam amino) pada mRNA.

Gambar 4. Tahap inisiasi translasi.

Kodon pemula pada proses translasi adalah AUG, yang akan mengkode pembentukan asam amino metionin. Oleh karena itu, antikodon tRNA yang akan berpasangan dengan kodon pemula adalah UAC. tRNA tersebut membawa asam amino metionin pada sisi pembawa asam aminonya.2) ElongasiTahap pengaktifan asam amino terjadi kodon demi kodon sehingga dihasilkan asam amino satu demi satu. Asam-asam amino yang telah diaktifkan oleh kerja tRNA sebelumnya, dihubungkan melalui ikatan peptida membentuk polipeptida pada ujung tRNA pembawa asam amino. Misalnya, tRNA membawa asam amino fenilalanin, maka antikodon berupa AAA kemudian

berhubungan dengan kodon mRNA UUU. Fenilalanin tersebut dihubungkan dengan metionin membentuk peptida. Nah, melalui proses elongasi, rantai polipeptida yang sedang tumbuh tersebut semakin panjang akibat penambahan asam amino.

Gambar 5. Tahap elongasi translasi.

Keterangan :a. tRNA membawa antikodon AAA & asam amino (fenilalanin)b. antikodon AAA berpasangan dengan kodon mRNAc. pembentukan ikatan peptidad. pemanjangan rantai polipeptida & ribosom siap menerima tRNA selanjutnya.3) TerminasiProses translasi berhenti setelah antikodon yang dibawa tRNA bertemu dengan kodon UAA, UAG, atau UGA. Dengan demikian, rantai polipeptida yang telah terbentuk akan dilepaskan dari ribosom dan diolah membentuk protein fungsional.

Gambar 6. Terminasi translasi.2. Kode Genetik dalam Sintesis Protein

Anda sekarang sudah mengetahui Sintesis Protein. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :Rochmah, S. N., Sri Widayati, Mazrikhatul Miah. 2009. Biologi : SMA dan MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 282.

Sumber : http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/03/proses-dan-tahapan-sintesis-protein-pengertian-transkripsi-dna-dan-translasi-rna-pembentukan-polipeptida.html#ixzz2gT2y5gTg

SOAL JAWAB BIOLOGI MOLEKULER

1. DNA bersifat asam, basa atau netral ? jelaskan Jawab :Deoxyribonukleic acid (DNA)atau asam deoksiribonuklat merupakan polinulkelotida yang berarti tersusun atas unit-unit dasar yang disebut nukleotida. Satu nukleotida DNA terdiri atas : gugus fosfat, gula deoksiribosa dan satu jenis basa nitrogen. Struktur nukleotida adalah sebagai berikut :

Ujung fosfat dari nukleotida bersifat negatif sehingga bersifat asam akan tetapi nukleotida DNA juga mengandung unsur

basa yaitu basa nitogen (salah satu dari Adenin, Timin, Sitosin dan Guanin). Dengan adanya bagian asam dan basa maka molekul DNA dapat saling menetralkan.

2. Apa unit dasar kromosom?Jawab :Kata Kromosom berasal dari bahasa Yunani Krom (warna) dan soma (tubuh). Kromosom hanya nampak pada saat pembelahan sel dan akan nampak sangat jelas pada fase metafase. Kromosom terdapat di nukleus dan mengandung pembawa informasi genetik suatu species yaitu DNA. DNA yang terdapat dalam kromosom terlilit pada protein yang disebut protein histon. Jadi dapat disimpulkan bahwa unit dasar kromosom adalah DNA sementara DNA tersusun atas deretan gen-gen. Unit dasar penyusun gen adalah nukleotida.

3. Sebutkan komponen penyusun nukleotida!Jawab :Satu nukleotida DNA terdiri atas : gugus fosfat, gula deoksiribosa dan satu jenis basa nitrogen. Struktur nukleotida adalah sebagai berikut :

Karena basa nitrogen terdiri atas purin : guanin (G) dan adenin (A) dan pirimidin : sitosin (C) dan timin (T) maka nukleotida penyusun DNA terdapat 4 jenis berdasarkan jenis basa nitrogen yaitu:- Nukleotida Adenin- Nukleotida timin- Nukleotida sitosin

- Nukleotida guanin

4. Jelaskan struktur DNA double helixJawab :Berdasarkan hasil penelitian Franklin Gosling dan M.H.F. Wilkins tahun 1952 pada DNA dengan menggunakan sinar X maka J. D. Watson dan F.H.C. Crick pada tahun 1953 mengemukkan model struktur molekul DNA double helix ( beruntai ganda) dimana tersusun atas :a. Gula dan gugus fosfat sebagai induk tanggab. Basa nitrogen dengan pasangannya sebagai anak tangga.

5. Mengapa struktur DNA double helix antipararel? JelaskanJawab :Struktur DNA bersifat antipararel memungkinkan masing-masing untai pada DNA dapat menjadi templete dalam proses replikasi DNA. Hal ini DNA parental dan DNA anakan hasil replikasi bersifat sama sehingga informasi genetik terkonservasi dari generasi ke generasi.Arah polinukleotida DNA dapat berdasarkan pada ikatan fosfodiester antar nukleotida (diester : 2 ikatan antara gugus –OH yang bereaksi dengan gugus fosfat yang bersifat asam). Pada punggung gula fosfat DNA, gugus fosfat terhubung dengan atom carbon 3’ dari molekul gula deoksiribosa dan selanjutnya pada atom carbon 5’. Dua ujung dari rantai polinukleotida berbeda. Pada ujung yang satu yang tidak berikatan dengan nukleotida adalah ujung 5’ (gugus fosfat (-OPO3-) dimana bagian ujung ini sering disebut ujung 5’. Pada ujung yang lain yang juga tidak berikatan dengan

nukleotida juga disebut ujung 3’ (mengandung gugus hidroksil -OH). Pada DNA arah replikasi adalah 5’ → 3’, dimana pada DNA doble helix tsb ujung 5’ akan berikatan dengan ujung 3’ pada untai berikutnya. Hal inilah yang menyebabkan DNA doble helix disebut bersifat antipararel.

6. DNA bermuatan positif atau negatif? MengapaJawab :DNA memiliki bagian punggung fosfat yang bermuatan negatif yang memungkinkan terjadi pengikatan antara nukleotida pada saat replikasi DNA pada lagging strand yang bersifat diskontinu.

7. Deskripsikan tentang nukleosom dan solenoidJawab Nukleosom adalah kompleks protein histon. Nukleosom adalah unit dasar dari kromatin. Nukleosom yang membentuk lipatan melingkar disebut solenoid. Solenoid berhubungan dengan bentuk lipatan atau supercoil DNA pada kromatin. Struktur solenoid akan membentuk struktur spiral dan selanjutnya melekat pada protein scaffold membentuk struktur kromosom yang terlihat pada mitosis dan meiosis.

The fundamental unit of organization in the chromatin of eukaryotic cells is the nucleosome, which consists of histones and a 200 bp segment of DNA. A core protein particle containing eight histones (two copies each of histones H2A, H2B, H3, and H4) is encircled by a segment of DNA (about 146 bp) in the form of a left-handed solenoidal supercoil.

Nucleosomes are organized into 30 nm fibers, and the fibers are extensively folded to provide the 10,000-fold compaction required to fit a typical eukaryotic chromosome into a cell nucleus. The higher-order folding involves attachment to a nuclear scaffold that contains histone H1, topoisomerase II, and SMC proteins. (Nelson dan Cox, 2005).

8. Apa perbedaan fungsi protein histon dan non histonJawab :Kromosom eukariotik terdiri atas komponen DNA dan protein yang dikenal sebagai protein histon dan non histon. Protein histon berperan secara struktural pada kromosom sedangkan protein non histon berperan dalam meregulasi ekspresi gen.Protein histon mengemas DNA menjadi bentuk nukleosom sedangkan protein non histon protein dalam bentuk benang-benang yang menstabilkan kromatin. Histon bersifat basa sehingga dapat menetralkan DNA.

1. Bagaimana hubungan antara pemindahan informasi genetik dari sel ke sel dengan replikasi?Jawab :Pemindahan informasi genetik atau transmisi informasi genetik dari sel ke sel berlangsung pada salah satu tahap dalam siklus sel yang disebut tahap sintesis. Pada tahap ini terjadi replikasi DNA secara semikonservatif dimana DNA replikan akan sama persis dengan DNA parental sehingga sel hasil pembelahan akan mewarisi informasi genetik atau DNA yang sama dengan sel sebelumnya atau sel parental. Pada sel

prokariot yang pembelahan selnya terjadi secara langsung tanpa melalui siklus sel akan tetapi proses replikasi DNA tetap berlangsung sama.

Gambar Siklus Sel pada eukariotik.

Penjelasan tahapan dalam siklus sel :Fase M adalah periode dimana sel-sel mempersiapkan diri untuk sitokenesis. Fase M (fase mitosis atau mitosis). Selama mitosis kromosom berpasangan dan kemudian membelah pada pembelahan sel. Kejadian pada tahap ini membawa pada tahap/tahap dalam pembelahan sel yaitu profase, metafase, anafase dan telofase.Fase G1 , proses yang terjadi dalam siklus sel mengikuti sitokenesis. Selama fase ini sel-sel ditentukan apakah akan tetap bertahan dan melangsungkan siklus atau mengahiri diferensiasi. Tahap inilah yang banyak dikaji dalam hubungan dengan apoptosis. Jika tidak terjadi diferensiasi lagi setelah sitokenesis maka disebut fase G0. fase G0 ini dapat diinduksi lagi setelah beberapa waktu tidak berdiferensiasi dengan stimulus spesifik untuk memasuki kembali siklus sel pada fase G1. selama G1 sel akan memulai sintesis semua komponen seluler yang dibutuhkan untuk menghasilkan kembali 2 sel indetik. Sebagai akibatnya ukuran sel mulai bertambah selama G1.Fase S, fase dalam siklus sel dimana DNA direplikasi. Fase ini merupakan fase sintesis DNA. Protein tertentu di sintesis dalam fase S, seperti histon.Fase G2, dicapai setelah replikasi DNA komplete. Selama G2

kromosom mulai berkondensasi, nukleus mulai tidak tampak dan mikrotubul terorganisir pada bagian pusat memulai polimerisasi tubulin untuk menghasilkan spindel pole.

2. Replikasi DNA memerlukan banyak enzim dan protein. Sebutkan 5 enzim yang terlibat dalam replikasi DNA dan jelaskan masing-masing perannya.Jawab :a. Girase : bertugas melepatkan lilitan DNAb. Primase : mengkatalisis sintesis RNA primer pada DNA untai tunggal yang digunakan oleh DNA polimerase memulai fragmen Okazaki pada lagging strand.c. DNA polimerase : berperan dalam pemanjangan nukleotida DNA. DNA polimerase berperan menggabungkan deoksiribonukleosida trifosfat dNTP. DNA polimerase terdiri atas DNA polimerase I, II dan III.d. Helicase : berfungsi dalam membuka untai DNA doble helix untuk proses replikasi. Helikase membuka untai DNA double helix menjadi untai tunggale. DNA ligase : berperan dalam menyambung fragmen DNA, nampak jelas pada pemanjangan rantai DNA yang bersifat diskontinu.f. Topoisomerase : berperan dalam membentuk topologi DNA

3. Bagaimana mekanisme dasar replikasi DNA pada bakteri ?Jawab :Pada bakteri replikasi dimulai pada tempat awal replikasi yang disebut ORI (origin of replication). Proses replikasi dimulai dengan pembentukan garpu replikasi yang dalam

pembentukannya melibatkan berbagai jenis enzim. Enzim girase bertugas melepaskan lilitan DNA, helikase berperan memisahkan untai DNA menjadi untai tunggal pada daerah ORI sehingga akan terbentuk garfu replikasi. Dua untai DNA yang sudah terpisah distabilkan oleh Single binding protein (SSB) agar tidak mudah patah atau terurai sehingga dapat menjadi templete DNA baru. Proses replikasi DNA membutuhkan DNA polimerase III yakni enzim yang menggabungkan bahan pembentuk DNA (deoksiribonukleosida trifosfat) menjadi DNA baru.

Secara Ringkas replikasi DNA adalah :Replikasi DNA terjadi pada bentuk Y dari untai DNA yang disebut garpu replikasi. DNA polimerase mengkatalisis reaksi polimerasi mulai dari arah 5’ ke 3’, pengkopian strand DNA tempelete dengan sangat akurat. Dua strand DNA Double helix bergerak antipararel, sintesis DNA dengan arah 5’ ke 3’ berlangsung kontinu hanya strand pada garfu replikasi (leading strand). Pada lagging strand, sintesis di mulai pada RNA primer yang bersifat semikontinu. Replikasi DNA membutuhkan banyak kerja enzim/protein. Termasuk didalamnya : 1) DNA polimerase dan DNA primase yang mengkatalisis polimerasi nukleosida trifosfat. 2)DNA helikase dan protein single strand DNA-binding (SSB) yang berperan membuka helix DNA sehingga dapat dikopi. 3) DNA ligase, enzim yang mendegradasu DNA primer dan menyambungkan sintesis langging strand DNA dan 4). DNA topoisomerase yang berperan membentuk relive lilitan helikal DNA. Kebanyakan protein ini bekerja sama satu dengan lainnya pada garfu

replikasi membentuk mesin replikasi yang efesien.

Pada bakteri misalnya pada E. coli. memiliki DNA sirkuler yang disebut Plasmid hanya memiliki satu titik awal replikasi (ORI). Pada proses replikasi ini untai induk akan memisah pada bagian ORI membentuk bubble replication dengan 2 garpu replikasi.

4. Deskripsikan tentang fragmen okazaki!Jawab :Pada satu strand, strand yang baru disintesis dengan arah 5’ → 3’ dan strand ini disebut leading strand. Pada strand yang lain, fragmen kecil DNA disintesis dengan arah 5’ → 3’, sintesis fragmen kecil ini berlangsung secara diskontinu pada arah 5’ → 3’, strand ini disebut langging strand.

Bagaimana lagging strand disintesis ?

Sintesis diskontinu (panah biru) ditemukan oleh Dr. Reiji Okazaki. Fragmen DNA kecil pada langging strand ini kemudian disebut fragmen okasaki.

5. Apa rasionalnya bahwa replikasi pada sel eukariotik diawali pada banyak ori.Jawab :Origins of replication (ORI) disebut juga Autonomously Replicating Sequences (ARS) atau replicators. Pada eukariotik memiliki banyak gen yang direplikasi sehingga membutuhkan banyak daerah ORI. Ukuran kromosom

eukariotik lebih besar dibandingkan dengan ukuran kromosom prokariotik.Pada eukariotik mengandung beberapa ribu replikon masing-masing berukuran 50.000 – 300.000 bp. Setiap pusat replikon adalah ORI, tempat sintesis DNA di mulai.

6. Jelaskan mengapa pada replikasi DNA semikonservatif pita ‘3-5’ yang dicetak bersifat diskontinu?Jawab :Karena struktur molekul DNA bersifat antipararel dengan arah replikasi 5’ → 3’, setiap strand atau untai DNA berfungsi sebagai templete dalam proses replikasi DNA.Dengan sifat diskontinu ini maka memungkinkan proses repair atau perbaikan DNA jika terjadi kesalahan pasangan basa (mismatch pairing)

7. DNA ligase sangat esensial dalam proses replikasi DNA, namun ligase tidak diperlukan dalam proses transkripsi RNA, mengapa?Jawab :Dalam proses transkripsi atau penyalinan informasi genetik dari DNA ke mRNA untuk ditranslasi menjadi protein, yang disalin hanyalah fragmen DNA tertentu yang membawa informasi sifat tertentu atau dikenal dengan istilah gen. Fragmen tersebut dapat terdiri dari beberapa ratus nukleotida yang adalah bagian dari DNA sebagai genom (kumpulan gen-gen). Dalam proses transkripsi tidak berlangsung proses penyambungan fragmen DNA ataupun RNA sehingga ligase yang berperan sebagai “lem biologi”

tidak diperlukan. Tujuan transkripsi adalah menyalin informasi genetik dari DNA ke dalam bentuk mRNA untuk dibawah ke luar dari inti sel, untuk diterjemahkan menjadi bentuk protein. Jadi RNA bersifat “bilingual” yaitu mengetahui bahasa DNA (Transkripsi) dan dapat membahasakan informasi genetik dari DNA menjadi bentuk protein.

8. Mengapa replikasi pada sel eukariot waktunya lebih lama dibanding prokariot? Bukti-bukti apa yang mendukung ? Jawab :Genom eukariot lebih besar dibandingkan dengan prokariot. Replikasi pada eukariot sangat cepat yaitu 1000 nukleotida tidap detik (Albert, 2002).Pada eukarioti memiliki banyak segmen noncoding yang disebut intron sedangkan pada prokariot hanya sedikit.

1. DNA atau gen berekspresi dengan cara mensintesis protein, mengapa? JelaskanJawab :Melalui tahapan dogma genetik atau ekspresi genetik. DNA akan melakukan proses replikasi untuk menghasilkan untai DNA baru yang sama persis dengan DNA asalnya. Informasi genetik yang dibawah oleh gen-gen yang tersusun dalam molekul DNA sebagai genom, akan ditranskripsi yaitu disalin dari sekuens DNA tersebut (gen) ke dalam bentuk mRNA. Selanjutnya informasi genetik tersebut akan ditranslasi (diterjemahkan) menjadi bentuk protein.Gambar dogma genetik

Informasi genetik dari suatu gen diterjemahkan dalam bentuk protein karena sebagian besar massa sel adalah protein. Protein dapat berfungsi struktural yaitu komponen penyusun sel dan juga fungsional yaitu berupa enzim, hormon dan protein fungsional lain.

2. Bagaimana cara DNA melaksanakan fungsinya sebagai penyampai informasi genetik pada keturunannya?Jawab :DNA melakukan proses replikasi pada salah satu tahap dalam siklus sel dimana DNA replikan sama persis dengan DNA parental. Masing-masing untai DNA dapat berfungsi sebagai templete (replikasi semikonservatif) sehingga informasi genetik dari generasi ke generasi dapat dikonservasi.

3. Bagaimana hubungan antara DNA dan RNA?Jawab :DNA bersifat autokatalitik yaitu dapat melakukan replikasi dan juga bersifat heterokataliti yaitu dapat membuat molekul asam nukleat lainnya yaitu RNA. RNA adalah hasil transkripsi informasi genetik dari DNA sehingga RNA membawa informasi genetik dari DNA untuk ditranslasikan atau diterjemakan di ribosom melalui proses sintesis protein.

4. Jelaskan perbedaan antara struktur antara DNA dan RNAJawab :

Karakteristik DNA RNAStruktur molekul Terdiri atas untai ganda (double helix)

Terdiri atas untai tunggal (singgle helix)Molekul gula penyusun Deoksiribosa RibosaBasa nitrogen Purin : Adenin dan Guanin sedangkan pirimidin : Sitosin dan Timin Purin : Adenin dan Guanin sedangkan pirimidin : Sitosin dan UrasilFungsi Biologis Pembawa informasi genetik, direplikasi satu kali pada fase sintesis dalam siklus Sel. Tidak akan meninggalkan inti sel Membawa informasi segmen/fragmen DNA tertentu (gen), untuk ditranslasi menjadi protein.Disintesis di inti sel tetapi berfungsi di sitosol.

5. Bandingkan ribosom yang dimiliki organisme prokariotik dengan eukariotik!Jawab :Perbandingan ribosom prokariotik dan eukariotik :

6. Semua jenis RNA disintesis oleh DNA sebagai cetakannya. Apakah yang membedakan dalam sintesis ketiga macam RNA tersebut?Jawab :- mRNA adalah molekul pembawa informasi genetik dari DNA, memiliki molekul yang lebih besar dari 2 jenis RNA lainnya. mRNA membawa informasi genetik dalam bentuk kodon triplet yang akan ditranslasi menjadi protein. Pada proses translasi mRNA berfungsi sebagai templete sintesis protein.- tRNA adalah molekul RNA kecil tersusun atas 70-90 nukleotida. Membentuk struktur seperti daun semanggi

karena adanya beberapa basa yang saling berpasangan. tRNA berfungsi sebagai adaptor antara asam amino dan kodon yang terdapat pada mRNA selama proses translasi.- rRNA adalah komponen penting pembentuk ribosom. rRNA dihasilkan oleh gen khusus (daerah pengatur nukleolus) pada kromatin. Fungsi ribosom adalah tempat melekatnya mRNA dalam proses sintesis protein.7. Bagaimana rasionalnya bahwa kode genetik tersusun dari tiga nukleotida dan bukannya 1,2 atau 4?Jawab :Kode genetik dalam bentuk triplet untuk tujuan efesiensi dalam mengkode asam amino yang berjumlah 20 jenis. Karena basa ada 4 buah maka probabilitas asam amino yang bisa dikode jika kodon dalam bentuk 2 nukleotida (duplet) adalah 42 = 16 sedangkan asam amino ada 20 jadi masih ada asam amino yang tidak terkode. Apabila dalam bentuk 3 nukleotida (triplet) berarti 43 = 64. Kelihatan terlalu banyak dibandingkan jumlah asam amino yang hanya 20 tetapi ternyata pada kenyataannya dalam sintesis protein beberapa kodon bisa mengkode asam amino yang sama. Penelitian menunjukkan bahwa kode genetik berbentuk triplet ternyata sama pada semua makluk hidup. Apabila dalam bentuk 4 nukleotida 44=265 maka terlalu banyak dibandingkan jumlah asam amino yang hanya 20 jenis.