Model Replikasi DNA

Model Replikasi DNA

Ada tiga hipotesis yang berkembang mengenai replikasi DNA, yaitu: a) semikonservatif menyatakan setiap molekul DNA untai ganda anakan terdiri atas satu untai tunggal DNA induk dan satu untai tunggal DNA hasil sintesis baru; b) konservatif menyatakan molekul DNA untai ganda induk tetap bergabung sedangkan kedua untai DNA anakan terdiri atas molekul hasil sintesis baru; c) dispersif menyatakan bahwa molekul DNA induk mengalami fragmentasi sehingga DNA anakan terdiri atas campuran molekul lama (berasal dari DNA induk) dan molekul hasil sintesis baru (Gambar 1).

Gambar 1. Tiga hipotesis mengenai replikasi DNA (Sembiring, 2007)

Pada tahun 1958 Matthew Meselson dan Franklin Stahl berhasil membuktikan secara empiris melalui eksperimen bahwa replikasi DNA berlangsung secara semikonservatif. Eksperimen yang dilakukan oleh Meselson dan Stahl diawali dengan menumbuhkan bakeri E. coli dalam medium yang mengandung isotop berat yaitu ¹⁵N selama beberapa generasi. Dengan cara demikian, maka molekul DNA induk mempunyai label berupa isotop berat sehingga molekulnya mempunyai densitas yang lebih tinggi dibanding DNA normal. Sel-sel yang molekul DNA-nya sudah berlabel tersebut kemudian dipindahkan ke medium baru, sampel sel dipanen dan DNAnya diisolasi. DNA hasil isolasi tersebut kemudian disentrifugasi dengan ultrasentrifugasi gradien CsCl untuk menentukan densitas molekul DNA-nya. Hasil pengukuran densitas DNA yanng diisolasi pada generasi E.coli yang berbeda menunjukkan ada perbedaan satu sama lain. Pada generasi pertama, semua DNA mempunyai densitas yang dihasilkan oleh gabungan molekul DNA yang mengandung ¹⁵N dan ¹⁴N. Sebelum dipindahkan ke medium yang mengandung ¹⁴N (generasi ke 0), kedua untaian DNA induk mengandung isotop ¹⁵N.

Pada generasi kedua, densitas molekul DNA terdiri atas dua kelompok yaitu mempunyai densitas molekul hibrid dan mempunyai densitas lebih rendah dibanding dengan densitas molekul hibrid. Kelompok kedua tersebut terdiri atas molekul DNA yang kedua untaiannya mengandung isotop ¹⁴N. Hasil eksperimen tersebut membukikan replikasi DNA berlangsung secara semikonservatif, menunjukkan molekul DNA anakan terdiri atas satu untai DNA induk dan satu untai DNA hasil sintesis baru, yaitu untai DNA induk berperan sebagai cetakan (template) pembentukan untai DNA baru (Gambar 2) (Yuwono, 2005).

Gambar 2. Skema eksperimen Meselson dan Stahl menunjukkan replikasi berlangsung secara semikonservatif (Yuwono, 2005)