Menjelaskan Model Replikasi dengan singkat

Ada 3 cara terjadinya replikasi DNA dalam sel eukariot, yaitu (Desy, 2010):

  1. Model Konservatif

    yaitu dua rantai DNA lama tetap tidak berubah, berfungsi sebagai cetakan untuk dua rantai DNA baru. Replikasi ini mempertahankan molekul dari DNA lama dan membuat molekul DNA baru (Desy, 2010).

    Pada replikasi konservatif seluruh tangga berpilin DNA awal tetap dipertahankan dan akan mengarahkan pembentukan tangga berpilin baru. Pada replikasi semikonservatif tangga berpilin mengalami pembukaan terlebih dahulu sehingga kedua untai polinukleotida akan saling terpisah. Namun, masing-masing untai ini tetap dipertahankan dan akan bertindak sebagai cetakan (template) bagi pembentukan untai polinukleotida baru.

    Sementara itu, pada replikasi dispersif kedua untai polinukleotida mengalami fragmentasi di sejumlah tempat. Kemudian, fragmen-fragmen polinukleotida yang terbentuk akan menjadi cetakan bagi fragmen nukleotida baru sehingga fragmen lama dan baru akan dijumpai berselang-seling di dalam tangga berpilin yang baru (Susanto, 2008).

  2. Model Semikonservatif

    yaitu dua rantai DNA lama terpisah dan rantai baru disintesis dengan prinsip komplementasi pada masing-masing rantai DNA lama. Akhirnya dihasilkan dua rantai DNA baru yang masing-masing mengandung satu rantai cetakan molekul DNA lama dan satu rantai baru hasil sintesis (Desy, 2010).

  3. Model Dispersif

    yaitu beberapa bagian dari kedua rantai DNA lama digunakan sebagai cetakan untuk sintesis rantai DNA baru. Oleh karena itu, hasil akhirnya diperoleh rantai DNA lama dan baru yang tersebar pada rantai DNA lama dan baru. Replikasi ini menghasilkan dua molekul DNA lama dan DNA baru yang saling berselang-seling pada setiap untai(Desy, 2010).

Hipotesa Watson –Crick mengusulkan bahwa tiap untaian sulur ganda DNA digunakan sebagai suatu cetakan bagi replikasi DNA keturunan atau anak yang bersifat komplementer. Dengan cara ini, dua dupleks keturunan molekul – molekul DNA yang sama dengan DNA induk akan terbentuk, masing – masing mengandung satu untaian utuh dari DNA induk. Hipotesis ini telah dibuktikan dalam percobaan yang cermat dilakukan oleh Matthew Meselson dan Franklin Stahl pada tahun 1957.

Mereka membutuhkan sel – sel E.coli selama beberapa generasi pada medium dengan ammonium klorida (NH4Cl) digunakan sebagai sumber nitrogen satu – satunya yang mengandung 15N, isotop nitrogen “berat”, sebagai ganti atom N yang biasa yaitu, isotop yang banyak dijumpai 14N. Dengan demikian, sekuruh komponen nitrogen sel yang tumbuh pada medium ini, termasuk bom pada DNA-nya menjadi sangat diperkaya oleh 15N.

DNA yang diisolasi dari sel menunjukkan densitas kira – kira 1% lebih berat daripada (14N) DNA normalnya. Meskipun ini hanya merupakan perbedaan kecil, campura DNA (15N) berat dan (14N) ringan Di dalam larutan sesium klorida pekat dapat dipisahkan dengan sentrifugasi. Sesium klorida digunakan karena larutan molekul ini menunjukkan berat jenis yang mendekati DNA.

Bila suatu larutan CsCl disentrifugasi untuk waktu yang lama pada kecepatan tinggi, larutan tersebut mencapai suatu keseimbangan dengan CsCl membentuk gradient densitas yang berkesinambungan. Oleh karena gaya sedimentasi, konsentrasi CsCl pada dasar tabung lebih tinggi dan karena itu, larutan menjadi lebih pekat daripada di bagian atas.

Spesimen DNA yang dilarutkan di dalam CsCl akan mencapai posisi keseimbangan pada tabung dimana densitasnya akan setara dengan larutan CsCl. Karena (15N) DNA sedikit lebih pekat daripada (14N) DNA, (15N) DNA akan mencapai posisi keseimbangan yang lebih rendah pada gradient CsCl daripada (14N) DNA (Lehninger, et.al., 2005).

Meselson dan Stahl memindahkan sel – sel E.coli yang tumbuh pada media 15N, dimana seluruh untaian DNA menjadi “berat”, ke dalam media segar dengan NH4Cl yang mengandung isotop 14N normal.

Media segar menunjukkan sel – sel ini tumbuh dalam media 14N sehingga mencapai sebanyak dua kalinya. DNA kemudian diisolasi dari sel – sel dan densitasnya dianalisa dengan prosedur pengendapan yang telah disebutkan di atas. DNA hanya membentuk suatu pita tunggal pada gradient CsCl pada pertengahan densitas antara DNA “ringan” normal yang mengandung 14N dan DNA “berat” dari pertumbuhan sel – sel, khusus pada 15N.

Hal ini merupakan hasil yang tepat diharapkan bila ulur pada DNA dari sel – sel keturunan mengandung satu untaian 14N baru dan satu untaian 15N lama dari DNA induk, yang secara skematis dapat dilihat pada gambar 2 (Lehninger, et.al., 2005).

Bila sel – sel dibiarkan meningkat lagi dua kali jumlah pada media 14N, DNA yang diisolasi memperlihatkan dua pita, satu menunjukkan densitas yang setara dengan DNA ringan yang normal dan lainnya menunjukkan densitas DNA baru yang terlihat setelah sel pertama jumlahnya mejadi dua kali, Meselson dan Stahl dengan demikian tiba pada kesimpulan bahwa tiap dupleks DNA keturunan pada dua generasi sel – sel mengandung satu untaian induk dan satu untaian yang baru dibuat, tepat dengan pernyataan hipotesis Watson-Crick.

Jenis replikasi ini disebut semikonservatif, karena hanya satu untaian induk dipertahankan pada tiap DNA keturunan. Pengamatan mereka dengan jelas meniadakan replikasi konservatif, dimana satu dupleks DNA keturunan mempunyai dua untaian baru. Hal ini juga meniadakan suatu mekanisme dispersif dimana tiap untaian keturunan DNA mengandung potongan pendek dari kedua induk da DNA baru yang bergabung bersama secara acak (Lehninger, et.al., 2005).