REPRODUKSI MATERI GENETIK EUKARIOT

RESUME

Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Genetika I

yang Dibina oleh Prof. Dr. A.D. Corebima, M.Pd.

Disusun Oleh:

Kelompok 13/Offering A

Eka Imbia Agus Diartika (140341601668)

Fiqih Dewi Maharani (140341606456)

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN BIOLOGI

Februari 2016

Replikasi DNA pada Kromosom Eukariot

Replikasi kromosom eukariot tidak hanya replikasi molekul DNA saja

tetapi juga sintesis protein histon dan nonhiston. Replikasi kromosom pada

eukariot sebenarnya hampir sama dengan prokariot, hanya ada beberapa

perbedaan. Kelebihan dari replikasi DNA pada eukariot dibandingkan dengan

prokariot adalah replikasinya yang bercabang dua, walaupun terkesan lebih

lambat. Hal tersebut diakibatkan oleh adanya pembongkaran atau penyusunan

kembali nukleosom. Pembungkus DNA dan histon dalam nukleosom merupakan

tahap akhir dalam penggandaan kromosom.

Siklus Sel

Daur sel pada eukariot lebih kompleks dibanding prokariot. Kondensasi

kromosom dan terjadinya segregasi pada saat mitosis terjadi pada waktu yang

sangat cepat. Sintesis DNA terjadi pada fase interfase selama beberapa jam. Pada

eukariot, sintesis DNA berlangsung selama interfase akhir dalam beberapa jam

(disimbolkan “S” dari synthesis). Pada eukariot, terdapat interval yang disebut

“G” (dari Grade = tahap) dimana setelah akhir mitosis dan sebelum inisiasi dari

sintesis DNA. Interval lainnya disebut “G2” dimana setelah sintesis DNA dan

sebelum mitosis. Interfase dapat terbagi dalam tiga tahap, yakni G, S dan G2.

Ketiganya merupakan masa intens dari aktivitas metabolisme dan pertumbuhan

sel, namun metabolisme sel akan berhenti ketika mitosis berlangsung. Jalur G1

S G2 M G1 disebut sebagai siklus sel.

Replikasi Semikonservatif Kromosom Eukariotik

Pada tahun 1957, J. H. Tylor, P. Woods dan W. Huges menemukan bahwa

pada eukariot juga melakukan replikasi secara semikonservatif. Mereka menguji

kromosom Vicia faba dengan menumbuhkan ujung akarnya selama 8 jam (kurang

dari satu siklus sel) pada medium yang mengandung radioaktif timidin. Ujung

akar kemudian dipindah, dicuci dan ditempatkan pada medium nonradioaktif yang

mengandung kolkisin. Kolkisin mengikat mikrotubul dan mencegah terbentuknya

benang spindel fungsional. Akibatnya kromosom gagal berpisah pada saat

anafase. Hal tersebut juga dapat mempengaruhi siklus selnya. Metafase pertama

pada kolkisin (c-metafase), nuklei akan mengandung 12 pasang kromatid. Pada c-

metafase kedua, nuklei akan mengandung 24 pasang kromatid. Distribusi DNA

radioaktif pada c-metafase pertama dan kedua ditentukan oleh autoradiografi.

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa kromosomal DNA memisah secara

semikonservatif selama tiap siklus sel karena belum stabilnya tiap kromosom

yang mengandung molekul tunggal DNA. Percobaan serupa pada eukariot lainnya

mengindikasikan bahwa replikasi yang terjadi adalah secara semikonservatif.

Multi Replikan per Kromosom

Sebuah segmen kromosom yang replikasinya terkontrol, akan

menghasilkan sebuah pembentuk dan dua bentukan yang disebut replikan. DNA

eukariot terbungkus dalam nukleosom bereplikasi dengan sangat cepat. Multi

replikasi kromosom eukariot memerlukan izin molekul DNA yang sangat besar

pada kromosom untuk menyelesaikan replikasi tanpa pengenalan sel terlebih

dahulu. Sebagai contoh yaitu Dorsophila melanogaster. Normalnya, pembentuk

yang inaktif pada beberapa eukariot dapat menjadi aktif jika keadaan sekitarnya

memungkinkan.

Komponen Replikasi pada Eukariot

Pada eukariot telah teridentifikasi 4 DNA polymerase, yaitu alfa, beta,

delta, dan gamma. Polymerase alfa, beta, dan delta terletak di dalam nukleus,

sehingga secara tidak langsung nukleus juga merupakan apparatus dalam

replikasi, sedangkan polymerase gamma terletak dalam mitokondria dan

kloroplas. Padavirus 40 (sv40), suatu viral protein yaitu T antigen dibutuhkan saat

replikasi. Selain membutuhkan viral protein, virus ini juga membutuhkan

polymerase alfa dan delta dari host sel. Helicase juga turut berperan dalam

replikasi eukariot, yakni berfungsi dalam membuka ikatan DNA. Beberapa

protein tertentu juga turut berperan dalam melakukan replikasi. Selain itu para ahli

juga memperkirakan adanya sinyal yang merangsang replikasi pada organisme

multiselular.

Pertanyaan

1. Apakah yang membedakan replikasi DNA prokariot dan eukariot?

Replikasi kromosom eukariot tidak hanya replikasi molekul DNA saja

tetapi juga sintesis protein histon dan nonhiston. Pada eukariot, terdapat 100-200

nukleotida yang disintesis sedangkan pada prokariot berkisar 1000-2000

nukleotida. Sintesis DNA pada eukariotik lebih lambat (± 1 µm DNA per menit)

dari pada sintesis DNA pada prokariot (± 30 µm DNA per menit).

2. Bagaimanakah proses replikasi genom pada eukariot?

a. Pengenalan titik ORI (titik awal replikasi)

Titik awal replikasi dinamakan Ori C, dapat dikenali oleh enzim DNA A yang

dihasilkan oleh gen DNA A (pada E.coli). Satu jenis DNA dari satu organisme

belum tentu dapat bereplikasi pada organisme  lain, karena tidak cocok Ori

dengan DNA A.

b. Penguraian pilinan heliks ganda

Dilakukan oleh enzim helikase, girase DNA, dan protein SSB (single strand

Binding protein). Helikase berfungsi menghilangkan ikatan hidrogen heliks

ganda dan memisahkan menjadi utas tunggal. Girase menghilangkan tegangan

superheliks. Protein SSB melindungi utas tunggal.

c. Sintesis rantai polinukleotida baru

Proses penggabungan mononukleotida menjadi rantai, enzim yang berperan

adalah polimerase RNA, polimerase DNA dan Ligase.

d. Inisiasi Sintesis oleh polimerase RNA atau primase

Proses replikasi semua fragmen okazaki diawali oleh RNA primer. Polimerase

DNA memperpanjang rantai yang sudah ada. RNA primer dibentuk oleh

primase.

e. Sintesis perpanjangan rantai oleh polimerase DNA

Bertanggung jawab atas proses sintesis DNA baru dengan cara membentuk 

ikatan fosfodiester yang merangkaikan C ke 5 satu nukleotida terhadap C ke 3

dari nukleotida lain.

f. Penyambungan berbagai fragmen okazaki menjadi satu rantai polinukleotida 

utuh.