Mengenal Fungsi DNA Polimerase dalam Replikasi DNA

Fungsi DNA polimerase menjadi salah satu komponen penting dalam replisom. Enzim ini berguna untuk menambahkan nukleotida baru ke untai DNA yang sedang dibentuk. DNA polimerase sendiri tersusun dari beberapa sub unit yang bekerja secara terkoordinasi selama proses replikasi berlangsung. Pada manusia, setidaknya terdapat 15 famili DNA polimerase yang memiliki fungsi khusus dan diperlukan dalam berbagai tahap replikasi DNA. 

Baca Juga: Cara Kerja Tes DNA untuk Mendapatkan Hasil yang Akurat

Fungsi DNA Polimerase: Replikasi dan Perbaikan DNA

Pada dasarnya, replikasi DNA merupakan proses penting yang berguna untuk menjaga keutuhan informasi genetik di dalam sel. Lewat proses ini, DNA bisa digandakan sebelum sel membelah. Hasilnya, setiap sel baru bisa memiliki informasi genetik yang sama. 

Fungsi Polimerase Selama Replikasi DNA

Biasanya, enzim DNA polimerase bekerja secara berpasangan untuk menyalin DNA. Setiap enzim ini bertugas untuk mereplikasi satu dari dua untai DNA yang membentuk heliks ganda. Kedua untai tersebut disebut untai utama dan untai tertinggal. Penamaan tersebut berdasarkan kecepatan dari proses penyalinannya. 

Dalam proses ini, setiap untai berguna untuk mencetak untai baru yang menghasilkan molekul DNA baru pula. Masing-masing terdiri dari satu untai lama dan satu untai baru. Mekanismenya sendiri populer sebagai replikasi semi-konservatif. Proses ini sangat penting karena memastikan informasi genetik bisa diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya.

Sebagai informasi, kerja dua DNA polimerase diatur oleh struktur khusus, yakni sliding clamp dan sliding clamp loader. Sliding clamp berguna sebagai penjepit yang menjaga DNA polimerase tetap menempel kuat pada DNA. Sementara clamp loader berfungsi untuk memasang dan melepaskan penjepit tersebut pada DNA. 

Struktur pada DNA ini bekerja sama dengan protein pengikat untai tunggal. Fungsinya sendiri adalah menjaga DNA tetap terbuka selama proses replikasi. 

Fungsi Polimerase untuk Perbaikan DNA

Selain replikasi DNA, fungsi DNA polimerase juga berkaitan dengan perbaikan DNA. Pada saat replikasi normal, DNA polimerase bukan hanya menyalin DNA saja. Namun juga memperbaiki kesalahan penyalinan lewat aktivitas eksonuklease. Hal ini berlangsung dari arah 3′ ke 5′, sehingga kesalahan atau error yang terjadi bisa segera dikoreksi. 

Baca Juga: Perbedaan DNA dan RNA sebagai Pewaris Sifat Genetika

Selain saat replikasi, DNA juga bisa terus mengalami kerusakan akibat berbagai faktor. Kerusakan tersebut biasanya berasal dari dalam sel maupun luar sel. Misalnya saja akibat radiasi atau bahan kimia. 

Bentuk kerusakan DNA yang terjadi ini cukup beragam. Mulai dari putusnya satu untai atau dua untai DNA, hilangnya basa nitrogen, terbentuknya ikatan silang antar untai hingga perubahan struktur basa. 

Sebagai catatan, sel memiliki jalur perbaikan DNA yang bekerja secara spesifik, sesuai dengan jenis kerusakannya. Hal ini menjadi bagian penting untuk mengatasi kerusakan yang terjadi. Nah, jalur-jalur tersebut meliputi perbaikan ketidaksesuaian basa, perbaikan eksisi basa, perbaikan putus untai ganda, perbaikan eksisi nukleotida hingga perbaikan ikatan silang antar untai. 

Setiap jalur melibatkan jenis dan fungsi DNA polimerase yang berbeda. Biasanya, perbedaan sifat biokimia dari masing-masing polimerase memungkinkan untuk menjalankan fungsi perbaikan DNA secara tepat dan efektif. Hasilnya, integritas genom pun bisa tetap terjaga. 

Arah Antiparalel DNA

Dua untai DNA memiliki arah yang berlawanan, terkenal sebagai antiparalel. Di mana, satu untai berarah 5′ ke 3′ dan lain 3′ ke 5′. Penentuan arah DNA ini berlangsung oleh struktur ikatan fosfat pada DNA. Arah antiparalel tersebut sangat penting agar pasangan basa DNA bisa terbentuk dengan benar. 

Umumnya, DNA polimerase hanya bisa mensintesis DNA dalam arah 5′ ke 3′. Hal tersebut membuat untai utama dengan arah komplementer 3′ ke 5′bisa tersintesis secara kontinu dalam satu jalur panjang. 

Sebaliknya, untai tertinggal memiliki arah 5′ ke 3′ yang harus tersintesis secara tidak kontinu. Di mana, untai tersintesis dalam potongan-potongan kecil sebagai fragmen Okazaki. 

Pada kasus untai tertinggal, sliding clamp harus terus dilepas pasang kembali. Hal ini berlangsung setiap kali fragmen baru terbentuk. Hasilnya, proses replikasi pada untai tertinggal lebih rumit, mengharuskan bagian DNA keluar masuk dari kompleks replikasi atau replisom. 

Baca Juga: Perbedaan Kromosom dan Kromatid dari Beberapa Faktor

Secara keseluruhan, fungsi DNA polimerase terdiri dari dua hal krusial. Tak lain adalah fungsi DNA polimerase selama replika dan perbaikan DNA. Keduanya menjadi bagian penting untuk menjaga kestabilan dan keakuratan informasi genetik. (R10/HR-Online)