Selama fase S dari interfase berlangsung, kromatid kedua mulai dirakit. Kromatid kedua ini mengandung DNA yang sama dengan yang terdapat pada kromatid pertama.
Proses pengkopian ini disebut replikasi DNA, melibatkan pemisahan (“pembukaan”) molekul DNA menjadi dua unting, masing-masing berfungsi sebagai cetakan untuk merakit unting pelengkap baru. Hasilnya adalah dua molekul DNA beruntai ganda yang identik (serupa) yang terdiri atas satu untai DNA lama (untai cetakan) dan satu untai DNA baru hasil replikasi (untai komplementer).
Dua kesulitan harus diselesaikan selama berlangsungnya replikasi. Pertama, polimerase DNA, enzim yang mengatur penempelan nukleotida-nukleotida baru pada untai DNA komplemen yang sedang tumbuh, hanya dapat melakukan tugas ini dalam satu arah. Namun kedua untai yang membentuk uliran ganda mempunyai arah yang berlawanan (antiparalel).
Pada satu untai, polimerase DNA dapat beroperasi secara terus-menerus menuju ke cabang replikasi ketika uliran ganda DNA sedang membuka. Unting DNA baru yang dihasilkan dengan cara ini disebut untai komplementer utama. Karena nukleotida pada untai cetakan kedua mempunyai arah yang berlawanan, polimerase DNA harus beroperasi jauh dari cabang replikasi.
Hasilnya, replikasi untai kedua terjadi dalam segmen yang pendek. Ketika cabang replikasi terus dibentuk, polimerase DNA harus secara berulang-ulang kembali ke cabang replikasi untuk memulai reflikasi DNA bersegmen pendek. Enzim ligase DNA menghubungkan segmen-segmen pendek DNA sehingga menghasilkan untai komplementer lamban.
Kesulitan kedua yang harus diselesaikan selama replikasi DNA adalah polimerase DNA tidak dapat memulai sendiri proses replikasi tersebut. Bahkan, enzim primase RNA memulai setiap replikasi menggunakan nukleotida RNA (bukan nukleotida DNA). Setelah segmen nukleotida RNA pendek dihasilkan, polimerase DNA mengambil alih proses itu dengan nukleotida DNA. Nukleotida RNA awal kemudian digantikan oleh nukleotida DNA yang sesuai.
Berikut ini adalah penjelasan rinci mengenai replikasi DNA. Angka yang menunjukkan peristiwa dijelaskan pada Gambar dibawah.
- Enzim helikase membongkar uliran DNA, menghasilkan cabang replikasi berbentuk Y.
- Primase RNA memulai replikasi DNA dengan memproduksi segmen-segmen nukleotida RNA yang pendek yang disebut RNA primer.
- Polimerase DNA menempel pada primase RNA dan mulai menambahkan nukleotida DNA ke untai komplemen. (Pada gambar 8, primase RNA hanya tampak pada untai lamaban.)
- Unting komplementer utama dirakit secara terus-menerus ketika uliran ganda DNA memisahkan diri.
- Unting komplementer lamban dirakit dalam segmen pendek yang secara berurutan disatukan oleh ligase DNA.
- RNA primer digantikan oleh nukleotida DNA.
Sumber: Principle of Genome analysis and genomics, 2003. Primrose and Tmyman.
Suhardi, Ph.D 