Maintenance script: Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29692199; atribusi sumber disertakan.

2026-09-07T13:26:20Z

Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29692199; atribusi sumber disertakan.

Halaman baru

'''Girase DNA''', atau cukup disebut '''girase''', adalah [[enzim]] dalam kelas [[topoisomerase]] dan merupakan subkelas dari topoisomerase Tipe II yang mengurangi tegangan topologis secara bergantung pada [[adenosina trifosfat|ATP]] saat [[DNA]] untai ganda sedang dibuka oleh [[RNA polimerase|polimerase RNA]] yang sedang memanjang atau oleh [[helikase]] di depan "garpu" replikasi yang sedang bergerak maju. Enzim ini merupakan satu-satunya enzim yang diketahui secara aktif menyebabkan superkoiling negatif pada DNA, sekaligus mampu mengendurkan superkoil positif. Hal ini dilakukan dengan cara melengkungkan untai cetakan hingga membentuk persilangan, lalu memotong salah satu untai heliks ganda dan melewatkan untai lainnya melalui celah tersebut sebelum menyambungkan kembali bagian yang terputus; proses ini mengubah bilangan tautan sebesar dua satuan pada setiap langkah enzimatik. Proses ini terjadi pada [[bakteri]], di mana DNA sirkular tunggal dipotong oleh girase DNA dan kedua ujungnya kemudian dipilin satu sama lain untuk membentuk superkoil. Girase juga ditemukan pada [[plastid]] [[eukariota]]: enzim ini telah ditemukan pada [[apikoplas]] parasit [[malaria]] ''[[Plasmodium falciparum]]'' dan pada [[kloroplas]] beberapa jenis tumbuhan. DNA girase bakteri merupakan target bagi banyak [[antibiotik]] termasuk [[asam nalidiksat]], [[novobiosin]], [[albisidin]], dan [[siprofloksasin]].

Kemampuan unik girase untuk memasukkan superkoil negatif ke dalam DNA dengan memanfaatkan hidrolisis ATP adalah hal yang memungkinkan DNA bakteri memiliki superkoil negatif bebas. Kemampuan girase untuk mengendurkan superkoil positif berperan penting selama [[replikasi DNA]] dan [[transkripsi (genetik)|transkripsi]] prokariotik. Sifat heliks DNA menyebabkan superkoil positif menumpuk di depan enzim yang sedang bergerak (translokasi)—dalam hal replikasi DNA, enzim tersebut adalah [[DNA polimerase|polimerase DNA]]. Kemampuan girase (dan topoisomerase IV) untuk mengendurkan superkoil positif memungkinkan pelepasan tegangan superheliks di depan polimerase sehingga replikasi dapat terus berlangsung.

==Struktur girase==

Girase DNA adalah enzim tetramerik yang terdiri dari 2 subunit GyrA ("A") dan 2 subunit GyrB ("B"). Secara struktural, kompleks ini dibentuk oleh 3 pasang "gerbang"; pembukaan dan penutupan gerbang secara berurutan menghasilkan transfer langsung segmen DNA serta pemasukan 2 superkoil negatif. Gerbang-N dibentuk oleh domain ATPase dari subunit GyrB. Pengikatan 2 molekul ATP menyebabkan dimerisasi, dan dengan demikian penutupan gerbang tersebut. Sebaliknya, hidrolisis menyebabkan gerbang terbuka kembali. Pemotongan dan penyambungan kembali DNA dilakukan oleh pusat katalitik yang terletak pada gerbang DNA yang dibentuk oleh seluruh subunit girase. Gerbang C dibentuk oleh subunit GyrA.

==Model mekanokimia aktivitas girase==

Sebuah studi molekul tunggal telah mengkarakterisasi aktivitas girase sebagai fungsi dari tegangan DNA (gaya yang diterapkan) dan [[adenosina trifosfat|ATP]], serta mengusulkan sebuah model mekanokimia. Setelah berikatan dengan DNA (keadaan "girase-DNA"), terjadi kompetisi antara pelilitan DNA dan disosiasi, di mana peningkatan tegangan DNA memperbesar kemungkinan terjadinya disosiasi. Berdasarkan siklus katalitik yang diusulkan, pengikatan 2 molekul ATP menyebabkan dimerisasi domain ATPase dari subunit GyrB dan penangkapan segmen-T DNA (T- dari mentransfer) di dalam rongga di antara subunit GyrB. Pada tahap berikutnya, enzim memotong segmen-G DNA (G- dari gerbang), sehingga menghasilkan pemutusan untai ganda. Kemudian, segmen-T dipindahkan melewati celah tersebut, yang disertai dengan hidrolisis molekul ATP pertama. DNA-girase menyambungkan kembali celah pada segmen-G, dan segmen-T akhirnya lepas dari kompleks enzim. Hidrolisis molekul ATP kedua mengembalikan sistem ke tahap awal siklus. Sebagai hasil dari siklus katalitik ini, dua molekul ATP dihidrolisis dan dua superkoil negatif terbentuk pada templat DNA. Jumlah putaran superheliks yang terbentuk pada DNA sirkular yang awalnya dalam keadaan relaks telah dihitung kira-kira sama dengan jumlah molekul ATP yang dihidrolisis oleh girase. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa dua molekul ATP dihidrolisis dalam setiap siklus reaksi oleh girase, yang menghasilkan perubahan nilai nomor tautan sebesar -2.

==Spesifisitas girase==
Girase memiliki spesifisitas yang nyata terhadap substrat DNA. Situs pengikatan girase yang kuat (''strong gyrase binding sites'', SGS) ditemukan pada beberapa fag (kelompok bakteriofag Mu) dan plasmid (pSC101, pBR322). Baru-baru ini, pemetaan ''high-throughput'' terhadap situs girase DNA pada genom ''[[Escherichia coli]]'' menggunakan pendekatan Topo-Seq mengungkap adanya motif pengikatan yang panjang (≈130 bp) dan degenerat yang dapat menjelaskan keberadaan SGS tersebut. Motif girase ini mencerminkan pelilitan DNA di sekeliling kompleks enzim serta fleksibilitas DNA. Motif ini memuat dua wilayah periodik di mana "pulau" kaya GC berselang-seling dengan segmen kaya AT dengan periode yang mendekati periode heliks ganda DNA (≈10,5 bp). Kedua wilayah tersebut berkaitan dengan pengikatan DNA oleh domain C-terminus subunit GyrA dan menyerupai motif pengikatan nukleosom eukariotik.

==Penghambatan oleh antibiotik==
Girase ditemukan pada prokariota dan beberapa eukariota, namun struktur maupun urutan enzim-enzim tersebut tidak sepenuhnya serupa dan memiliki afinitas yang berbeda terhadap berbagai molekul. Hal ini menjadikan girase sebagai target yang baik bagi [[antibiotik]]. Dua golongan antibiotik yang menghambat girase adalah:
*[[Aminokumarin]] (termasuk [[novobiosin]] dan [[kumermisin A1]]), yang bekerja melalui penghambatan kompetitif terhadap transduksi energi DNA girase dengan cara berikatan pada situs aktif ATPase di subunit GyrB.
*[[Kuinolon]] (termasuk [[asam nalidiksat]] dan [[siprofloksasin]]) dikenal sebagai "racun topoisomerase". Dengan berikatan pada enzim, senyawa ini memerangkap enzim dalam tahap transien siklus katalitik, sehingga mencegah penyambungan kembali segmen G. Akibatnya terjadi akumulasi pemutusan untai ganda, penghentian "garpu replikasi", dan kematian sel. Bakteri yang resisten terhadap kuinolon sering kali memiliki topoisomerase bermutasi yang tidak dapat diikat oleh kuinolon.

Subunit A dinonaktifkan secara selektif oleh antibiotik seperti asam oksolinat dan asam nalidiksat. Subunit B dinonaktifkan secara selektif oleh antibiotik seperti kumermisin A<sub>1</sub> dan novobiosin. Penghambatan terhadap salah satu subunit akan menghentikan aktivitas super-pilin.

==Fag T4==
[[Gen]] 39, 52, dan 60 pada fag T4 mengodekan protein yang membentuk DNA girase; enzim ini digunakan dalam [[replikasi DNA]] fag saat menginfeksi inang bakteri ''[[Escherichia coli|E. coli]]''. Protein dari gen 52 fag memiliki homologi dengan subunit gyrA pada girase bakteri, sedangkan protein dari gen 39 fag memiliki homologi dengan subunit gyrB. Karena DNA girase inang ''E. coli'' dapat mengkompensasi sebagian hilangnya produk gen fag tersebut, mutan yang mengalami defek pada gen 39, 52, atau 60 tidak menghentikan replikasi DNA fag sepenuhnya, melainkan hanya menunda inisiasinya. Mutan dengan defek pada gen 39, 52, atau 60 menunjukkan peningkatan [[rekombinasi genetika]] serta peningkatan [[mutasi]] substitusi basa dan delesi; hal ini mengindikasikan bahwa sintesis DNA yang dikompensasi oleh inang memiliki akurasi yang lebih rendah dibandingkan sintesis yang diarahkan oleh fag tipe liar. Mutan dengan defek pada gen 39 juga menunjukkan peningkatan kerentanan terhadap inaktivasi akibat penyinaran [[ultraungu|ultraviolet]] pada tahap infeksi fag setelah inisiasi replikasi DNA, yaitu saat terdapat banyak salinan [[kromosom]] fag.

==Lihat pula==
*Motif RNA GyrA

== Referensi ==

== Pranala luar ==
* PDBe-KB : an overview of all the structure information available in the PDB for Escherichia coli DNA gyrase subunit A
* PDBe-KB : an overview of all the structure information available in the PDB for Salmonella enterica DNA gyrase subunit B

== Sumber dan atribusi ==

Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Girase+DNA&oldid=29692199 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 29692199 (2026-09-03T02:26:49Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.

Girase DNA - Riwayat revisi

Maintenance script: Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29692199; atribusi sumber disertakan.