DNA polimerase

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari
DNA polimerase dalam pemanjangan rantai dan koreksi cetakan

DNA polimerase adalah enzim penting dalam replikasi DNA maupun dalam reparasi DNA.[1] DNA polimerase merupakan sebuah enzim yang mengkatalisasi reaksi polimerisasi deoksiribonukleotida menjadi rantai DNA, dengan kata lain enzim ini mengkatalisasi reaksi pembentukan DNA. DNA polimerase pertama kali ditemukan pada tahun 1957 [2] oleh Arthur Kornberg.[3] DNA polimerase membaca rantai DNA utuh sebagai cetakan (templat) dan menggunakannya untuk membentuk rantai baru. Molekul polimer yang baru terbentuk merupakan komplemen atau pasangan dari rantai yang digunakan sebagai cetakan, dan identik dengan pasangan dari rantai cetakan sebelum terjadi reaksi.

Peran[sunting | sunting sumber]

DNA Polimerase berperan dalam elongasi dan proofreading.[4] [5]

  • Elongasi. Elongasi atau pemanjangan rantai menentukan kecepatan berlangsungnya reaksi polimerisasi (nukleotida per detik), yang dinyatakan sebagai prosesivitas yaitu jumlah nukleotida yang ditambahkan sebelum enzim DNA polimerase ini melepaskan dirinya dari rantai cetakan.
  • Proofreading merupakan aktivitas mengenali kekeliruan pengkopian dan memperbaikinya. Penelitian pada awal tahun 2010 pada sel jaringan ikat manusia menyatakan ada tiga jenis DNA polimerase yang terlibat dalam terjadinya pemotongan nukleotida, dalam rangka koreksi terhadap DNA, yaitu DNA polimerase δ, ε, dan κ [6]

Mekanisme kerja[sunting | sunting sumber]

DNA polimerase dapat menambahkan nukleotida-nukleotida bebas hanya pada ujung 3' dari rantai yang baru terbentuk. Hal ini menyebabkan terjadinya elongasi atau pemanjangan pada rantai baru dengan arah dari ujung 5' ke ujung 3'. DNA polimerase tidak bisa memulai rantai baru. DNA polimerase hanya bisa menambahkan nukleotida ke ujung 3' yang sudah ada, oleh karena itu membutuhkan primer sehingga nukleotida dapat ditambahkan. Nukleotida yang ditambahkan yaitu salah satu dari empat deoksiribonukleosidatrifosfat (dNTP) yang terdiri atas deoksiadenintrifosfat(dATP), deoksisitosintrifosfat (dCTP), deoksiguanintrifosfat (dGTP), dan deoksitimidintrifosfat (dTTP), yang kemudian setelah reaksi pembentukan DNA oleh DNA polimerase, berubah menjadi nukleotida monofosfat.[7]

DNA polimerase menggunakan satu situs aktif tunggal dalam reaksi katalisasi penambahan satu dari empat deoksiribonukleosidatrifosfat (dNTP) pada rantai tunggal DNA yang digunakan sebagai cetakan untuk membentuk DNA utuh, dalam hal ini menjadi DNA rantai ganda. DNA polimerase mengenali kemampuan nukleotida yang datang untuk membentuk pasangan basa A dan T atau G dan C dengan DNA rantai tunggal yang menjadi cetakannya, kemudian jika nukleotida tersebut merupakan pasangan basa yang sesuai maka terjadilah reaksi katalisasi pembentukan DNA baru.

Struktur[sunting | sunting sumber]

Struktur 3 dimensi DNA Polimerase beta manusia berserta dengan DNA

Struktur DNA Polimerase diketahui melalui kristalografi menyerupai tangan kanan. DNA polimerase dianalogikan terbagi atas tiga bagian yaitu ibu jari, jari-jari tangan lainnya, serta telapak tangan.[8] [9]

  1. Daerah telapak tangan dari DNA polimerase tersusun atas helai beta serta situs katalis utama pada DNA polimerase. Daerah ini mengikat dua ion logam secara terpisah dari bagian enzim lainnya, biasanya ion logam yang diikat adalah ion Magnesium atau Seng. [10] Daerah ini berperan dalam katalisis reaksi transfer gugus fosfor. [8]
  2. Daerah jari-jari tangan lainnya dari DNA polimerase berperan penting saat suatu pasangan basa yang sesuai terbentuk antara nukleotida dengan cetakannya. Daerah ini bergerak mengurung nukleotida tersebut, kemudian memicu terjadinya reaksi katalisis dengan mendekatkan nukleotida tersebut dengan ion-ion logam katalis yang ada di daerah telapak tangan.[11]
  3. Daerah ibu jari dari DNA polimerase tidak secara langsung terlibat dalam dalam reaksi katalisis, melainkan hanya berinteraksi dengan DNA yang baru saja terbentuk. Hal ini berfungsi untuk mempertahankan posisi primer dengan situs aktif dari enzim DNA polimerase ini tetap dekat serta membantu DNA polimerase tetap bergabung dengan substratnya.[12] Daerah ini juga berperan dalam prosesivitas DNA polimerase.[8]

Klasifikasi[sunting | sunting sumber]

DNA polimerase diklasifikasikan berdasarkan hubungan filogenetiknya menjadi enam kelompok utama [13] :

  • E.coli pol I (kelas A)
  • E.coli pol II (kelas B)
  • E.coli pol III (kelas C)
  • Euryarchaeotic Pol II (kelas D)
  • Pol β manusia (kelas X)
  • E.coli UmuC/DinB dan varian RAD30/xeroderma pigmentosum eukariota (kelas Y)

DNA polimerase pada eukariota termasuk pada enzim-enzim kelas A, kelas B, kelas X, kelas Y.[13]

DNA polimerase pada prokariota[sunting | sunting sumber]

Ada 5 jenis DNA polimerase yang diketahui pada bakteri Escherichia coli :[14] [15]

  1. Pol I
  2. Pol II
  3. Pol III
  4. Pol IV
  5. Pol V

DNA polimerase pada eukariota[sunting | sunting sumber]

Ada berbagai DNA polimerase pada eukariota:[14] [15]

  1. Pol α
  2. Pol β
  3. Pol γ
  4. Pol δ
  5. Pol ε
  6. Pol θ
  7. Pol ζ
  8. Pol λ
  9. Pol μ
  10. Pol κ
  11. Pol η
  12. Pol ι
  13. Rev1

Lihat juga[sunting | sunting sumber]

Referensi[sunting | sunting sumber]

  1. ^ (Inggris) Mikheikin, Andrey L.; Hsiang-Kai Lin, Preeti Mehta, Linda Jen-Jacobson, Michael A. Trakselis (22 September 2009). "A trimeric DNA polymerase complex increases the native replication processivity" (pdf). Nucleic Acid Research 37: 7194–7205. doi:doi:10.1093/nar/gkp767Check |doi= value (help). Diakses 13 April 2010. 
  2. ^ (Inggris) Alberts, Bruce; Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter (2008). Molecular Biology of the cell. Garland Science. ISBN 978-0-8153-4106-2. 
  3. ^ (Inggris) Anthony JF Griffiths, Jeffrey H Miller, David T Suzuki, Richard C Lewontin, and William M Gelbart (2000). "An Introduction to Genetic Analysis". University of British Columbia, University of California, Harvard University (ed. 7) (W. H. Freeman). hlm. Mechanism of DNA replication. ISBN 0-7167-3520-2. Diakses 2010-08-16. 
  4. ^ (Indonesia) Murray RK; Granner DK, Mayes PA, Rodwel VW, Alih Bahasa : Andry Hartono, Editor Bahasa Indonesia: Anna P. Bani, Tiara M.N. Sikumbang (2003). Biokimia Harper. EGC. 
  5. ^ (Inggris) Alberts, Bruce; Dennis Bray, Karen Hopkin, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter (2004). Essential Cell Biology. New York: Garland Science. ISBN 0-8153-3481-8. 
  6. ^ (Inggris) Ogi, Tomoo; Siripan Limsirichaikul; Rene M. Overmeer; Marcel Volker; Katsuya Takenaka; Ross Cloney; Yuka Nakazawa; Atsuko Niimi; Yoshio Miki; Nicolaas G. Jaspers; Leon H.F. Mulenders; Shunici Yamashita; Maria I. Fousteri; Alan R. Lehmann (12 Maret 2010). "Three DNA Polymerases, Recruited by Different Mechanisms, Carry Out NER Repair Synthesis in Human Cells" (pdf). Molecular Cell 37 (5): 714–727. doi:10.1016/j.molcel.2010.02.009. Diakses 13 April 2010. 
  7. ^ (Inggris) Pritchard, Dorian J; Bruce R. Korf (2008). Medical Genetics at a Glance. Blackwell Publishing. hlm. 19. ISBN 978-1-4051-4846-7. 
  8. ^ a b c (Inggris) Thomas A. Steitz (1999). "DNA Polymerases: Structural Diversity and Common Mechanisms". The Jornal of Biological Chemistry 274: 17395-17398. 
  9. ^ (Inggris) Premal H. Patel; Lawrence A. Loeb (2000). "DNA polymerase active site is highly mutable Evolutionary consequences". PNAS 97: 5095-5100. 
  10. ^ (Inggris) Watson, James D; Tania A. Baker, Stephen P. Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick (2008). Molecular Biology of the Gene. San Francisco: Pearson Education, Inc. hlm. 204. ISBN 0-321-50781-9 / 978-0-321-50781-5. 
  11. ^ (Inggris) Watson, James D; Tania A. Baker, Stephen P. Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick (2008). Molecular Biology of the Gene. San Francisco: Pearson Education, Inc. hlm. 205. ISBN 0-321-50781-9 / 978-0-321-50781-5. 
  12. ^ (Inggris) Watson, James D; Tania A. Baker, Stephen P. Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick (2008). Molecular Biology of the Gene. San Francisco: Pearson Education, Inc. hlm. 206–207. ISBN 0-321-50781-9 / 978-0-321-50781-5. 
  13. ^ a b (Inggris) Burgers, Peter M.J.; Eugene V. Koonin, Elspeth Bruford, Luis Blanco, Kenneth C. Burtis,Michael F. Christman, William C. Copeland, Errol C. Friedberg, Fumio Hanaoka,David C. Hinkle, Christopher W. Lawrence, Makoto Nakanishi, Haruo Ohmori,Louise Prakash, Satya Prakash,Claude-Agnes Reynaud,Akio Sugino, Takeshi Todo,Zhigang Wang,Jean-Claude Weill,Roger Woodgatet (28 September 2009). "Eukaryotic DNA Polymerases: Proposal for a Revised Nomenclature" (pdf). The journal of biological chemistry 276: 43487–43490. doi:10.1074/jbc.R100056200. Diakses 13 April 2010. 
  14. ^ a b (Inggris) Watson, James D; Tania A. Baker, Stephen P. Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick (2008). Molecular Biology of the Gene. San Francisco: Pearson Education, Inc. hlm. 219. ISBN 0-321-50781-9 / 978-0-321-50781-5. 
  15. ^ a b (Inggris) Sutton, Mark D.; Graham C. Walker (17). "Managing DNA polymerases: Coordinating DNA replication, DNA repair, and DNA recombination" (pdf). PNAS 98 (15): 8342–8349. Diakses 13 April 2010.