Assalamu'alaikum Bu. Selamat pagi, saya Yustitia Hasna' Ramadhani dengan NIM H0921095 izin bertanya mengapa rantai DNA baru disintesis dari arah 5’ ke 3’? Mengapa tidak sebaliknya?
Saya Roihanah Fauziyyah dengan NIM H0921074 izin menjawab. Berdasarkan sumber yang telah saya baca, dalam polimerase 5 ‘sampai 3′, gugus OH di ujung 3’ dari DNA yang telah disintesis dapat melakukan serangan nukleofilik SN2 pada nukleotida yang masuk karena posisi beta dan gamma fosfat dari nukleotida yang masuk memiliki ikatan kimia dengan energi besar. Gugus fosfat yang merupakan kation divalen membantu mengubah distribusi muatan ikatan. Hal tersebut akan memudahkan reaksi antara gugus -OH di ujung 3′ dengan gugus fosfat pada nukleotida yang baru (deoxyribonucleotide triphosphate = dNTP). Apabila tidak ada gugus trifosfat, maka reaksi pembentukan gugus fosfodiester tidak dapat dilakukan. Hubungan antara arah replikasi DNA dengan gugus fosfat ini akan menjadi lebih terlihat pada proses perbaikan atau proofreading dari DNA. Proses ini dilakukan langsung oleh DNA polimerase. Proses replikasi dapat terjadi kesalahan dan memerlukan proofreading atau perbaikan salinan DNA.
Pada kondisi pertumbuhan atau elongasi DNA dari arah 5′ ke 3′, pada saat nukleotida yang salah dibuang, maka ujung 3′ akan tetap tersisa gugus -OH. Hal ini masih memungkinkan dNTP yang memiliki gugus trifosfat untuk masuk dan beraksi membentuk ikatan fosfodiester. Namun, apabila proses replikasi dengan arah sebaliknya yaitu dari 3′ ke 5′ yang terjadi adalah ketika pemanjangan atau elongasi DNA, maka ujung dari 5′ berupa gugus firofosfat. Pada saat terjadi kesalahan, maka nukleotida yang salah akan dibuang dan ujungnya adalah berupa gugus monofosfat. Gugus monofosfat ini harus disambung dengan ujung -OH pada dNTP. Namun, gugus monofosfat ini tidak memiliki cukup energi untuk membentuk ikatan fosfodiester. Akibatnya, setelah proses pembuangan nukleotida oleh eksonuklease dari DNA polimerase, maka proses elongasi akan seketika berhenti.
Pada kondisi pertumbuhan atau elongasi DNA dari arah 5′ ke 3′, pada saat nukleotida yang salah dibuang, maka ujung 3′ akan tetap tersisa gugus -OH. Hal ini masih memungkinkan dNTP yang memiliki gugus trifosfat untuk masuk dan beraksi membentuk ikatan fosfodiester. Namun, apabila proses replikasi dengan arah sebaliknya yaitu dari 3′ ke 5′ yang terjadi adalah ketika pemanjangan atau elongasi DNA, maka ujung dari 5′ berupa gugus firofosfat. Pada saat terjadi kesalahan, maka nukleotida yang salah akan dibuang dan ujungnya adalah berupa gugus monofosfat. Gugus monofosfat ini harus disambung dengan ujung -OH pada dNTP. Namun, gugus monofosfat ini tidak memiliki cukup energi untuk membentuk ikatan fosfodiester. Akibatnya, setelah proses pembuangan nukleotida oleh eksonuklease dari DNA polimerase, maka proses elongasi akan seketika berhenti.
Saya Hadanatul Khaira dengan NIM H0921084 izin menjawab pertanyaan dari Yustitia, alasan utama arah replikasi DNA dari 5' ke 3' karena berhubungan dengan proses proofreading yang berfungsi dalam perbaikan rantai DNA saat replikasi. Saat proses elongasi DNA dari 5' ke 3' dan terjadi kesalahan pemasukan nukleotida yang baru, maka nukleotida yang salah tersebut akan digantikan dengan nulkeotida perbaikannya. Saat nukleotida yang salah tersebut diputus, ujung 3' masih menyisakan gugus -OH sehingga masih bisa terbentuk ikatan fosfodiester oleh gugus trifosfat. Jika terjadi dari 3' ke 5', gugus ujung 5' berupa gugus firofosfat yang nantinya akan membentuk gugus monofosfat namun gugus ini tidak memiliki energi membentuk fosfodiester sehingga akan mengakibatkan elongasi DNA terhenti.