Proses Replikasi DNA - Proses Duplikasi atau Penggandaan DNA
Summary
TLDRIn this video, the presenter discusses the fundamental process of DNA replication, which is crucial for passing genetic information from one generation to the next. The video covers the structure of DNA, the semiconservative nature of replication, and the complex roles of various enzymes such as helicase, DNA polymerase, and primase in the replication process. The mechanisms ensuring the accuracy of DNA replication, including proofreading and error correction systems, are also explained. The video provides a comprehensive overview of how DNA is duplicated within cells, emphasizing the intricate and highly coordinated nature of this essential biological process.
Takeaways
- 🧬 DNA is a crucial molecule for all living organisms, as it contains the blueprint and program that determine the type of organism, whether it's a bacterium, chicken, or human.
- 🔄 DNA replication is a fundamental process that allows the inheritance of genetic information from parent cells to daughter cells and from parent organisms to their offspring.
- ⚙️ DNA replication occurs in both prokaryotic (bacteria) and eukaryotic (e.g., human) cells, with eukaryotic replication taking place in the cell nucleus during the S phase of the cell cycle.
- 🧱 DNA is a polymer composed of repeating units called monomers, specifically nucleotides, which are made up of a sugar, phosphate group, and a nitrogenous base.
- 🧬 The structure of DNA is a double helix, discovered by Watson and Crick, for which they were awarded the Nobel Prize in Physiology in 1962.
- 🔀 DNA replication is semi-conservative, meaning each new DNA molecule consists of one strand from the original molecule and one newly synthesized strand.
- 🧬 The enzyme helicase unwinds the double helix, allowing DNA polymerase to synthesize a new DNA strand using the single-stranded DNA as a template.
- 🔬 DNA polymerase synthesizes new DNA strands by adding nucleotides to the growing chain, starting from an RNA primer created by primase.
- 🔗 On the lagging strand, DNA synthesis occurs in fragments known as Okazaki fragments, which are later joined together by DNA ligase.
- 🔍 DNA polymerase also has a proofreading function to correct errors during replication, and additional repair mechanisms exist to fix errors that escape initial detection.
Q & A
What is the primary function of DNA in living organisms?
-DNA serves as the blueprint of life, containing the genetic information necessary for the development, functioning, and reproduction of all living organisms. It determines the characteristics of organisms, such as whether they are bacteria, chickens, or humans.
What is DNA replication, and why is it important?
-DNA replication is the process by which a cell duplicates its DNA, ensuring that each daughter cell receives an exact copy of the genetic material. This process is crucial for cell division and the inheritance of genetic information.
Where does DNA replication occur in eukaryotic cells, and during which phase?
-In eukaryotic cells, DNA replication occurs in the cell nucleus during the S phase of the cell cycle's interphase.
Why is understanding the structure of DNA important for studying its replication?
-Understanding the structure of DNA is essential for studying replication because the replication process depends on the arrangement of the DNA's components, such as the sugar-phosphate backbone and the nucleotide bases that form complementary pairs.
What is the significance of the double helix structure of DNA?
-The double helix structure of DNA, discovered by Watson and Crick, provides stability to the molecule and allows the two strands to serve as templates during replication, ensuring accurate copying of genetic information.
Explain the term 'semiconservative replication' in the context of DNA replication.
-Semiconservative replication refers to the process in which each new DNA molecule consists of one original (parental) strand and one newly synthesized strand, preserving half of the original DNA molecule in each daughter DNA.
What role does the enzyme helicase play in DNA replication?
-Helicase unwinds and separates the double-stranded DNA, creating single strands that serve as templates for new DNA synthesis. It uses energy from ATP to move along the DNA and open the helix.
How does DNA polymerase contribute to DNA replication?
-DNA polymerase is the main enzyme responsible for synthesizing new DNA strands by adding nucleotides to a pre-existing strand, using the original DNA as a template. It also has proofreading abilities to correct errors during replication.
What are Okazaki fragments, and how are they formed?
-Okazaki fragments are short DNA sequences synthesized on the lagging strand during DNA replication. They are formed because DNA polymerase can only synthesize DNA in one direction (5' to 3'), so the lagging strand is replicated in short segments.
What mechanisms ensure the accuracy of DNA replication?
-DNA replication accuracy is ensured by the proofreading activity of DNA polymerase, which corrects mismatches, and other repair mechanisms such as the mismatch repair system that fixes errors missed during initial replication.
Outlines
🔬 Introduction to DNA Replication and Its Importance
This paragraph serves as an introduction to the video, where the host discusses the importance of DNA as a molecule that carries vital genetic information. It explains that DNA determines the type of living organism, from bacteria to humans. The process of DNA replication, essential for passing genetic material from parent to offspring, is highlighted as a key topic of the video. The paragraph also touches on the differences in DNA replication processes between bacteria and eukaryotes, including the human cell cycle.
🧬 Structure and Components of DNA
This section delves into the basic structure of DNA, emphasizing the importance of understanding DNA's molecular makeup to grasp how replication occurs. It explains that DNA is a polymer composed of repeating monomers called nucleotides, which include deoxyribose sugar, phosphate groups, and nitrogenous bases. The paragraph further describes the pairing of purines (adenine, guanine) with pyrimidines (cytosine, thymine), leading to the double-helix structure discovered by Watson and Crick. The concept of semi-conservative replication, where DNA splits into two strands, is introduced.
🔄 The Mechanism of DNA Replication: Unwinding and Synthesis
Here, the detailed steps of DNA replication are outlined, beginning with the role of helicase in unwinding the double helix. The single-stranded DNA serves as a template for DNA polymerase to synthesize new DNA strands. The paragraph discusses the role of RNA primers and how they enable DNA polymerase to start synthesis. The process is shown to occur at replication forks, where DNA polymerase adds nucleotides to the growing strands while maintaining accuracy through proofreading mechanisms.
🧩 Lagging Strand Synthesis and Okazaki Fragments
This paragraph addresses the complexity of synthesizing the lagging strand during DNA replication. Unlike the leading strand, which is synthesized continuously, the lagging strand is formed in small fragments known as Okazaki fragments due to the opposing direction of replication. RNA primers are repeatedly created to initiate synthesis, and DNA polymerase fills in the gaps between fragments. DNA ligase then seals these fragments to form a continuous strand. The importance of coordination among enzymes at the replication fork is emphasized.
⚙️ Supporting Proteins in DNA Replication
The final paragraph explains the role of additional proteins that facilitate the smooth functioning of DNA replication. It highlights clamp loaders, which hold the replication complex together, and single-strand DNA-binding proteins (SSBs), which prevent reformation of double-stranded DNA by stabilizing the single strands. The paragraph also introduces topoisomerases, which alleviate tension caused by helicase during unwinding by making temporary cuts in the DNA. The proofreading mechanisms that correct errors missed by DNA polymerase are also mentioned.
Mindmap
Keywords
💡DNA Replication
💡Semiconservative Replication
💡Double Helix
💡Helicase
💡DNA Polymerase
💡Leading Strand and Lagging Strand
💡Okazaki Fragments
💡RNA Primer
💡Proofreading
💡Topoisomerase
Highlights
Introduction to DNA replication as a fundamental concept in medical science.
DNA is crucial as it contains the blueprint of life and determines the nature of living organisms.
DNA replication is a process by which DNA is duplicated and passed on from parent cells to daughter cells, ensuring genetic continuity.
In eukaryotes, DNA replication occurs in the nucleus during the S phase of the cell cycle.
Understanding the structure of DNA is essential for comprehending the replication process.
DNA is a polymer made up of repeating units called nucleotides, each consisting of a sugar, phosphate group, and a nitrogenous base.
The DNA double helix structure is stabilized by hydrogen bonds between complementary base pairs.
The semi-conservative nature of DNA replication means that each daughter DNA molecule contains one original strand and one newly synthesized strand.
Helicase enzyme unwinds the DNA double helix, allowing DNA polymerase to synthesize new DNA strands.
DNA polymerase requires an RNA primer to initiate the synthesis of a new DNA strand.
Leading strand synthesis is continuous, while lagging strand synthesis is discontinuous, resulting in Okazaki fragments.
Enzymes like DNA ligase and topoisomerase are crucial in stabilizing and resolving tensions during replication.
DNA polymerase also has proofreading abilities to correct errors during DNA synthesis.
Various proteins and enzymes work together in a coordinated manner to ensure accurate and efficient DNA replication.
The complexity and precision of DNA replication are critical for maintaining genetic stability across generations.
Transcripts
halo halo semua selamat datang kembali
di update video terbaru Dimana kali ini
kita akan membicarakan salah satu
pengetahuan dasar ilmu kedokteran yaitu
mekanisme replikasi DNA sebelum kita
lanjut perkenalkan saya Cecep sama
datang di Cera DNA merupakan molekul
yang sangat penting bagi makhluk hidup
Hal ini dikarenakan DNA berisi informasi
cetak biru dan program yang menjadikan
sesuatu itu serta menentukan jenis apa
makhluk hidup tersebut DNA menentukan
apa makhluk hidup itu bakteri ayam atau
bahkan manusia Oleh karena itu daenah
digunakan untuk diwariskan dari sel
induk ke sel anakan dan dari individu
induk ke keturunannya proses penggandaan
DNA inilah yang dinamakan replikasi.dna
Adapun proses replikasi DNA ini terjadi
di tiap sel baik bakteri maupun
eukariota untuk imperio ta proses
replikasi DNA terjadi di inti sel Selain
itu
pada eukariota khususnya manusia proses
replikasi DNA ini berlangsung saat
siklus sel yakni fase S dari interfase
Baiklah sebelum kita langsung membahas
mekanisme replikasi DNA maka ada baiknya
kita menyimak kembali tentang struktur
dasar molekul DNA memahami struktur DNA
ini penting agar dapat memahami
Bagaimana molekul DNA digandakan molekul
DNA merupakan polimer yang artinya
molekul yang tersusun atas repetisi atau
pengulangan bus molekul yang serupa yang
disebut monomer polimer ini analoginya
seperti tasbih yang disusun dalam
untaian biji-biji kecil berupa monomer
Adapun monomer dari DNA adalah asam
nukleat asam nukleat dari DNA sendiri
terdiri dari gugus gula deoksiribosa
sebagai khusus dasar gugus fosfat di
atom karbon nomor 5 dan gugus basa di
atom karbon pertama secara spesifik asam
nukleat dari DNA dinamakan
sampai oxybol tidak asam
deoksiribonukleat tidak ini dihubungkan
secara kovalen dari atom karbon nomor
tiga ke guys fosfat dari monomer asam
deoksiribonukleat Ida yang lainnya
berbeda dari gugus fosfat dan gugus gula
gugus basa memiliki empat
variasi-variasi bungkus bahasa ini
dikarenakan basa nukleotida terdiri dari
dua kelompok yaitu Purin dan pirimidin
yang masing-masing juga terdiri dari dua
jenis molekul rasa Aduh ini membentuk
molekul monomer deoxy adenosin trifosfat
guanin membentuk deoksiguanosin
trifosfat timin membentuk docsity medium
trifosfat dan sitosin membentuk deoxys
cytidine trifosfat masing-masing satu
molekul klorin dapat berpasangan
membentuk pasangan ikatan hidrogen
dengan satu molekul pirimidin dalam hal
ini sitosin akan berpasangan dengan
guanin dengan tiga ikatan hidrogen dan
timin akan
pasangan dengan adenia dengan dua ikatan
hidrogen apabila terdapat dua untai DNA
yang memiliki susunan selaras Atau
saling komplementer satu sama lain maka
akan membentuk struktur sekunder berupa
bentuk double Helix seperti kita ketahui
Watson dan crick berhasil menemukan
struktur double Helix dari DNA ini dan
keduanya dianugerahi hadiah Nobel bidang
fisiologi tahun 1962 Sekarang mari kita
mulai membicarakan langsung tentang
langkah replikasi.dna pertama harus
diketahui bahwa DNA dereplikasi kan
secara semikonservatif artinya DNA induk
dibagi menjadi dua kemudian DNA
anak-anak anterin dari setengah dari DNA
induk dan kemudian setengah sisanya
merupakan sintesis DNA yang baru kita
simak gambar berikut yang dihasilkan
dari scanning electron microscope dimana
satu untaian DNA sirkuler dari bakteri
replikasi kan kita lihat Bagaimana di
gambar tersebut DNA direplikasi kan
secara semikonservatif kemudian inilah
yang terjadi di garpu replikasi yakni
tempat sintesis atau pembuatan DNA yang
baru disini ditampakkan garpu replikasi
dari observasi mikroskop elektron
beserta skema komponen proses replikasi
tersebut seperti terlihat proses
replikasi berlangsung Kompleks
menyebutkan banyak komponen enzim dan
ada langkah yang berjalan secara
berurutan dan ada langkah pula yang
berlangsung secara simultan Mari kita
lihat proses ini secara lebih detil
pertama yang dibutuhkan adalah membuka
struktur double Helix kita ketahui
sebelumnya bahwa secara alami DNA akan
membentuk struktur double Helix struktur
ini menyebabkan molekul DNA stabil namun
agar aplikasi dapat berlangsung maka
struktur ini harus dibuka proses
pembukaan struktur double Helix ini
dilakukan oleh enzim helikase setelah
double Helix serbu
Nah maka enzim DNA polimerase dapat
masuk dan menggunakan single strand DNA
yang terbuka sebagai template pembuatan
screen DNA yang baru Adapun enzim
helikase ini berbentuk seperti cincin
yang terbentuk dari enam subunit protein
helikase ini akan mengelilingi single
strand DNA dan kemudian dengan
menggunakan energi dari ATP helikase
akan melaju dari lima aksen ketiga absen
sambil membuka struktur double Helix
pembukaan dari struktur double Helix ini
akan memungkinkan DNA polimerase untuk
masuk ke single strand DNA DNA
polimerase merupakan enzim utama dari
proses replikasi DNA enzim ini merupakan
katalisator dari proses polimerisasi DNA
DNA polimerase akan menyusun strand DNA
yang baru dengan menyusun satu persatu
dntp dengan bantuan template stream DNA
induk perlu diingat bahwa agar DNA
polimerase dapat menempel juga
butuhkan Erna primer yang dibentuk oleh
Erna primase proses adanya helikase dan
disertai bergabungnya DNA polimerase
akan membentuk garpu replikasi kita
lihat gambar ini kromosom DNA bakteri
sedang dalam proses replikasi dikedua
ujung DNA heliks yang sedang dibuka ini
dinamakan garpu replikasi tepat utama
terjadinya replikasi DNA dan seperti
disebutkan sebelumnya bahwa agar DNA
polimerase dapat menempel di stren
template DNA terlebih dahulu dibuatkan
Erna primer ini adalah gambaran dimana
Elena terima cempel terlebih dahulu
kemudian membuat untaian pendek Elena
primer setelah eryana primer terbentuk
reno5 selesai bertugas dan DNA
polimerase akan mengenali arena primer
ini dan akhirnya dapat menempel di
single strand DNA template dan memulai
tugasnya untuk mensintesis anakan DNA
yang baru
Hai inilah mekanisme dasar reaksi kimia
serta struktur dari DNA polimerase DNA
polimerase berbentuk seperti tangan yang
setengah menggenggam DNA polimerase ini
akan membentuk polimer DNA baru dengan
substrat atau bahan dasar berupa empat
bmtp yaitu dia TP JG TP dctp dan dttp
awalnya dntp akan masuk ke ujung tiga
sendri DNA yang sedang dibentuk melalui
fosfat energi tinggi dari dntp DNA
polimerase dapat menggabungkan dntp ke
ujung oha membentuk ikatan fosfodiester
gula fosfat reaksi ini dikatalisasi DNA
polimerase berkat perubahan konformasi
enzim saat dntp masuk ke situs aktif
dari enzim setelah berhasil digabungkan
terbentuk ikatan DNA baru dan 2 fosfat
akan dikeluarkan melalui proses ini DNA
baru tumbuh dari ujung 5 ke ujung tiga
Selain sebagai enzim pembentuk DNA DNA
polimerase
dapat melakukan proses editing jadi
akibat adanya dinamika ikatan kimia
dalam molekul dntp memungkinkan adanya
kesalahan pemasangan untungnya kesalahan
ini dapat cepat terdeteksi dan DNA
polimerase dapat melakukan editing atau
perbaikan kesalahan perbaikan kesalahan
ini dilakukan di tempat yang berbeda
dari situs katalitik replikasi pada
intinya nukleotida yang salah nanti akan
dikenali dan dikeluarkan dari Slendrina
yang baru dengan kemampuan ini proses
replikasi DNA dapat lebih presisi
sehingga mencegah kesalahan penyalinan
DNA
Hai nah lebih kasih DNA bergerak dari
ujung 5 ketiga Namun kita tahu bahwa 2
pita DNA template memiliki dua arah yang
berlawanan seru template dinamakan
Leading strand karena arah replikasi
searah bukan helikase jatuhnya dalam
gambar helikase arah kanan dan replikasi
di template ini juga ke kanan Adapun
screen komplemennya memiliki arah
kebalikan yaitu di gambar ini di kiri
Saint ini dinamakan lebih screen akibat
Allah replikasi yang berlawanan dengan
arah helikase maka di Leading strand DNA
yang baru dibentuk tidak sebagai satu
pita yang utuh namun berupa fragmen DNA
fragment ini dinamakan fragmen Okazaki
Adapun proses verifikasi di login screen
ini adalah sebagai berikut pertama
pembentukan RNA primer oleh Helena
primase berbeda dari Leading strand yang
pembentukan RNA primer hanya satu kali
di legging screen Erna primer dibentuk
beberapa kali setelah dibentuk Elena
primer Ma
DNA polimerase akan masuk karena
terdapat beberapa arena primer maka DNA
baru yang disintesis berbentuk fragmen
sehingga terjadi pembentukan fragmen
Okazaki setelah itu Erna primer akan
dibuang dan diganti dengan DNA Kemudian
pada akhirnya fragmen ini kemudian akan
digabungkan Oleh DNA ligase sehingga
membentuk produk hasil satu pita DNA
baru yang utuh nah begitulah proses
verifikasi dari sintesis dari DNA akan
tapi tunggu dulu kita belum selesai
membahas mengenai proses replikasi DNA
Hal ini dikarenakan terdapat protein
lain yang tidak berhubungan langsung
dengan proses replikasi tetapi sangat
penting agar proses replikasi dapat
berlangsung dengan lancar pertama adalah
lamp holder kita tahu di garpu replikasi
bekerja Banyak sekali protein Anda
helikase Liona polimerase erena primase
dan lain-lain Nah agar enzim tersebut
dapat bekerja beriringan maka ada
protein
itu yang dinamakan clear holder hal ini
memungkinkan enzim tadi bekerja sebagai
satu unit protein berikutnya adalah
single strand diene binding protein atau
SSB single strand DNA yang dibentuk oleh
lipase dapat membentuk struktur double
Helix parsial dan sebut herpin Rp ini
dapat mengganggu proses replikasi untuk
mencegah terjadinya Ervin ini adalah
tugas dari protein SSB sehingga single
strand dapat lebih stabil dan replikasi
berjalan dengan lancar kemudian ada
masalah lain DNA ligase akan membuka DNA
seperti sebuah tambang lalu ditengah
tambang itu kita urai saat tambang itu
semakin terbuka maka muncul Tension atau
tahanan sehingga pada akhirnya kita akan
semakin kesulitan mengurai tambang
tersebut begitu juga pada proses
pembukaan double Helix DNA tahanan atau
pensil tersebut akan muncul dan dapat
menghentikan proses replikasi DNA
terdapat protein merupakan enzim khusus
untuk
kasih tensen ini yaitu toko isomerase
satu enzim ini akan memotong satu ikatan
gula fosfat dari untaian double Helix
berkat potongan ini DNA akan bisa
memutar mengurangi gaya Tension yang
disebabkan oleh helikase saat DNA
selesai memutar maka toko isomerase satu
akan mengembalikan ikatan gula fosfat
yang sebelumnya diputus kemudian dapat
pula DNA membuat simpul untuk mengatasi
simbol ini ada enzim topoisomerase 2N
ini mengenali tempat terjadinya simpul
kemudian memotong keseluruhan gua ikatan
gula fosfat di double Helix dan
menggerakkan satu untaian DNA yang lain
melewati Celah yang ditinggalkan dan
setelah itu akan menggabungkan DNA yang
tadi dipotong dengan cara ini maka
simpul yang dibentuk oleh DNA akan
hilang jadi di singgung bahwa DNA
polimerase berfungsi sebagai editor
mendeteksi kesalahan dan kemudian
memperbaiki kesalahan tersebut
namun kesalahan juga dapat Terlewatkan
oleh DNA polimerase kesalahan ini dapat
diperbaiki oleh sistem pendukung lain
yaitu sistem proofreading terjadinya
kesalahan ini salah satunya adalah
karena fenomena tautomeri dimana molekul
dapat berubah menjadi bentuk lain karena
pergerakan elektron dalam molekul
tersebut hingga Marini misalnya sitosin
ademin dapat berubah dari bentuk amino
menjadi imino akibat perubahan ini
sitosin dapat secara salah dipasangkan
dengan adenin dan Terlewatkan dideteksi
oleh DNA polimerase karena perubahan
tautomerik ini bersifat sementara maka
molekul dari bentuk imino tadi akan
berubah kembali menjadi bentuk amino
saat perubahan ini terjadi maka ikatan
hidrogen yang salah tadi akan hilang dan
memunculkan struktur seperti bentol atau
Nick di DNA Cikini kemudian dikenali
oleh protein mood 5 Dimana bekerjasama
dengan model rangkaian DNA yang selain
itu kemudian akan dibuang hasilnya
adalah
Salman yang hilang namun kemudian akan
distensi tulang sehingga DNA yang utuh
dan benar dapat diperoleh dengan
berbagai protein dan sistem yang
disebutkan tadi maka dapat kita pahami
bahwa proses replikasi DNA berlangsung
Kompleks kita lihat Bagaimana gambar
mikroskop elektron betapa Kompleks
proses replikasi DNA ini semuanya berada
dalam satu kesatuan menjalankan fungsi
replikasi DNA dan memastikan proses
tersebut berjalan efisien namun memiliki
akurasi yang handal Akhirnya sampai juga
kita dipenghujung dari episode cairan
kali ini Apabila Anda senang dengan tema
dikenal Ciherang ini jangan lupa memberi
dukungan dengan subscribe like serta
Apabila ada bahasan atau masukkan dapat
disampaikan melalui kolom komentar di
video ini saya cecak undur diri dan
sampai jumpa kembali di kesempatan yang
akan datang
浏览更多相关视频
DNA Replikation / Verdopplung der DNA [Biologie, Oberstufe]
DNA Replication
DNA replication in prokaryotes 2 | Prokaryotic DNA replication elongation
DNA Replication - Biochemistry (USMLE Step 1)
D1.1 HL DNA Replication [IB Biology HL]
4: Replication in Prokaryotes | Molecular Biology| Biochemistry | N'JOY Biochemistry
5.0 / 5 (0 votes)