Struktur dan Fungsi DNA serta Proses Replikasi Semikonservatif

DNA (deoxyribonucleic acid) tersusun dari dua untai polinukleotida yang saling berpilin membentuk struktur double helix sebagaimana diusulkan oleh Watson dan Crick pada tahun 1953. Setiap nukleotida terdiri dari gula deoksiribosa, gugus fosfat, dan satu dari empat basa nitrogen: adenin (A), timin (T), guanin (G), dan sitosin (C). Pasangan basa komplementer (A-T dan G-C) dihubungkan oleh ikatan hidrogen.

Replikasi DNA bersifat semikonservatif, sebagaimana dibuktikan oleh eksperimen Meselson dan Stahl. Proses dimulai pada titik asal replikasi (origin of replication) di mana enzim helikase membuka pilinan untai ganda, membentuk garpu replikasi. Protein pengikat untai tunggal (SSB) menstabilkan untai yang sudah terpisah.

Enzim DNA polimerase III mensintesis untai baru dengan arah 5'→3', membaca cetakan dengan arah 3'→5'. Pada untai leading, sintesis berlangsung kontinu searah garpu replikasi, sedangkan pada untai lagging, sintesis terjadi dalam fragmen-fragmen Okazaki yang kemudian disambung oleh enzim DNA ligase. Mekanisme proofreading pada DNA polimerase memastikan tingkat kesalahan replikasi sangat rendah, sekitar 1 per 10⁹ basa.