enzim enzim pada replikasi dna

Enzim-enzim pada replikasi DNA


Replikasi DNA merupakan proses enzimatis. Enzim-enzim yang berperan (fungsi, sifat, dancara kerja) pada replikasi DNA antara lain enzim DNA polimerase, DNA ligase, DNA gyrase,dan Helicase. Ada 3 macam enzim polimerase DNA yaitu polimerase DNA I, II, dan III.

1. Enzim polimerase DNA I

- DNA polimerase I berperan menghilangkan RNA primer yang melekat pada lagging strandDNA dan mengganti dgn DNA

- Merupakan rantai tunggal polipeptida dengan BM 109 kdal

- Mengkatalisir penempelan unit deoxyribonucleotida baru ke rantai DNA pemula (primer strand)

- Kecepatan mengkatalisir 10 nukleotida diambahkan tiap detik setiap 1 mol polimerase DNA I

- Mempunyai aktivitas 3’-5’ exonuclease yaitu mengecek hasil polimerisasi sebelum dilanjutkan

- Mempunyai aktivitas 5’-3’ exonuclease

Perbedaan 3’-5’ exonuclease dan 5’-3’ exonucelase

1 / 6


-

3’-5’ exonuclease

- Proof reading action

- Berfungsi menghidrolisa DNA jika terjadi kesalahan

(memotong nukleotida yang bukan pasangan nukleotidanya) dari ujung 3’-OH

- Nukleotida yang diambil harus mempunyai gugus 3’-OH bebas dan bukan bagian doublehelix

-

5’-3’ exonuclease

- Membetulkan kesalahan dengan menghidrolisa DNA dari ujung rantai 5’- fosfat

- Pemotongan ikatan terjadi pada ikatan fosfodiester ujung 5’ atau beberapa residu dari ujung 5’

- Pemotongan ikatan harus sudah di dalam rantai double helix

- Kesalahan yang dibetulkan baik salah karena basa tidak sesuai dengan pasangannya

2 / 6


maupun kesalahan yang lain, misal terjadinya ” thymine dimer”.

2. Enzim polimerase DNA II

Fungsi spesifik enzim polimerase DNA II belum dapat jelas, hanya diketahui enzim ini berperanjuga pada replikasi DNA. Kecepatan mengkatalisis sebanyak 0,5 nukleotida ditambahkan tiapdetik, serta mempunyai aktivitas 3’-5’ exonuclease.

3. Enzim Polimerase DNA III

Merupakan polimerase yang bertanggungjawab Pada replikasI invivo. Merupakan Holoenzimkompleks denGan BM 550.000 yang terdiri atas 7 polipeptida yang berbeda, α membawaaktivitas 5’-3’ exonclease sedangkan lainnya memBawa aktivitas 3’-5’ exonulease. Satu ataulebih polipeptida yang lain mengikat molekul ATP. Sedangkan sisanya belum diketahuifungsinya. Mungkin dua kompleks holoenzim dibutuhkan dalam replication fork,kecepatan mengakataliisis 150 nukleotida ditambakan setiap detik. Enzim polimerase DNA IIIini mengandung ion Zn2+

dan mebutuhkan ion Mg2+

untuk bekerjanya.

4. DNA ligase

Enzim polimerase DNA dapat menambahkan deoksiribonukleotida ke rantai pemula, tetapi tidakdapat mengkatalisis penggabungan 2 rantai DNA. Pada tahun 1967 ditemukan adanya enzimyag mengkatalisis pembentukan ikatan fosfodiester antara 2 rantai. Enzim ini disebut enzimligase, yang mempunyai ciri:

- Berupa rantai polipeptida tunggal BM 77000

3 / 6


- Memerlukan gugus OH pada ujung 3’ bebas dan gugus fosfat pada ujung 5’ rantai yang lain,pembentukan ikatan fosfodiester ini berupa reaksi endergoni (butuh tenaga)

- Menyambung 2 mol rantai DNA yang merupakan bagian dari DNA double helix (tidak dapat menyambung 2 mol rantai tunggal)

Fungsi enzim ligase sebagai berikut:

- Memperbaiki rantai yang putus pada DNA dupleks

- Menyambung ujng DNA dupleks untuk menghasilkan DNA sirkuler

- Menyambung sintesa DNA pada proses rekombinasi

- Bekerja sama dengan polimerase DNA pada replikasi DNA

5. Enzim girase DNA (”DNA Gyrase”)

- Termasuk topoisomerase tipe II

- Berfungsi membuka supercoiled sebelum replikasi berlangsung

- Mengubah bentuk relax menjadi supercoiled dengan membutuhkan ATP

4 / 6


6. Enzim helicase

Enzim yang membuka putaran segmen DNA tepat di bagian depan garpu replikasi, disebutenzim helicase. Enzim ini mengikat ATP dan mengikat rantai tunggal DNA. Ada dua macamenzim helicase, satu mengikat pada templatenya lagging strand dan bergerak dengan arah5’-3’, yang satunya lagi mengikat pada rantai templateleading strand dan bergerak dengan arah 3’-5’.

7. Single Strand Binding Protein (SSBP)

Secepatnya setelah rantai terbuka beberapa mol protein tertentu mengikatkan diri sangat eratuntuk menjaga jangan sampai rantai berdekatan lagi. Enzim ini disebut Helix-destabilizing protein(single strand DNA binding protein (SSBP). SSBP pada E.colimerupakan polipeptida yang terdiri atas 177 asam amino. Rantai yang telah terikat oleh SSBPmenjadi kaku dan lurus, tidak ada lekukan/bengkokan.

8. Enzim primase

DNA beraktivitas dengan arah 5’-3’ (hanya terdiri atas 10 nukleotida). Kemudian pada ujung 3’ditambahkan dioksiribonukleosida trifosfat (oleh enzim polimerase DNA III) satu demi satusehinga lengkap 1000-2000 nukleotid. Nukleotida pada RNA pemula/RNA primerdihilangkan/diputus satu demi satu oleh aktivitas 5’-3’ exonuclease.

(Moeljoprawiro, 2007)

5 / 6


Bahan dasar untuk replikasi DNA adalah Deoxyribonucleotida 5’triphosphate, enzim-enzimpolimerase DNA I, II, III, dan enzim ligase DNA. Untuk mensintesa DNA, enzim polimeraseDNA I membutuhkan 4 macam deoksiribonukleosida 5’ triphoshate (dATP, dGTP, dTTP, dCTP)atau ion Mg2+ rantai pemula DNA (primer chain) dengan gugus bebas 3’-OH dan ”DNAtemplate”. Pemanjangan rantai dengan arah 5’-3’. Pemanjangan terjadi karena penggabungan3’-OH pada DNA pemula dengan atom fosfor yang paling di adalam dari deoksiribonukleosidatrifosfat yang ditambahkan.

6 / 6

enzim enzim pada replikasi dna

Documents