Transkripsi DNA memerlukan enzim DNA polimerase. Reaksi utama dalam DNA polimerase adalah transfer gugus fosforil. Gugus 3’ hidroksil (OH) dari nukleotida pada ujung 3’ bersifat nukleofil sehingga menyebabkan penyerangan nukleofilik yang terjadi pada α fosfor deoksinukleosida 5’ trifosfat (dNTP). Dari reaksi tersebut, pirofosfat (PPi) anorganik dilepaskan ke lingkungan.

Gambar 1. Mekanisme penambahan dNTP pada DNA polimerase

Reaksi dilakukan hanya jika ada perubahan minimal dari energi bebas, yaitu satu fosfodiester terbentuk dengan melepaskan fosfat anhidrida yang kurang stabil. Mekanisme reaksi dari penambahan dNTP pada template DNA (gambar 1) adalah dua ion Mg2+ pada DNA polimerase berinteraksi dengan gugus fosfat pada dNTP yang datang dan pada tiga residu Asp. Ion Mg2+ pada bagian atas pada gambar tersebut memfasilitasi penyerangan gugus 3’-hidroksil dari primer pada α fosfat dan pada nukleotida tirfosfat. Mg2+ pada bagian bawah membantu pemutusan pirofosfat. Kedua ion tersebut menstabilisasi struktur keadaan transisi pentakovalen.

Gambar 2. Perbandingan proofreading pada growing strand 3’ ke 5’ dan 5’ ke 3’.

Kebutuhan akan akurasi menyebabkan replikasi DNA hanya terjadi pada arah 5’ ke 3’. Jika terdapat DNA polimerase yang menambahkan dNTP pada arah 3’ ke 5’, maka ujung 5’ dari growing strand akan mengaktifkan trifosfat untuk ikatan kovalen. Dalam hal ini kesalahan polimerisasi tidak mudah untuk dihidrolisis, karena ujung 5’ kosong (tidak terdapat gugus trifosfat) yang dihasilkan dapat langsung mengakhiri sintesis DNA (Gambar 2). Oleh karena itu yang dapat membenarkan kesalahan basa hanya jika dNTP ditambahkan pada ujung 3’ dari rantai DNA. Meskipun mekanisme penyusunan pada replikasi DNA terlihat kompleks, namun mekanisme ini mempertahankan arah polimerisasi 5’ ke 3’ yang diperlukan untuk proofreading eksonukleolitik.

References

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *