إنزيم يحفز تكوين جزيء الحمض النووي

جزيء الحمض النووي هو دراسة البساطة المعقدة. يعد هذا الجزيء حيويًا لإنشاء البروتينات التي تؤثر على كل جانب من جوانب جسمك تقريبًا ، ولكن فقط حفنة من اللبنات تشكل البنية الحلزونية المزدوجة للحمض النووي. في تكرار الحمض النووي ، ينفصل اللولب عن بعضه ليشكل جزيئين جديدين. على الرغم من أن أحد الإنزيمات يحفز عملية النسخ ، فإن العديد من الإنزيمات الأخرى تلعب أيضًا دورًا في تكوين جزيء DNA جديد.

يسمى الإنزيم الذي يحفز تكرار الحمض النووي DNA polymerase. قبل أن يبدأ بوليميراز الحمض النووي عمله ، يجب إيجاد نقطة انطلاق للنسخ المتماثل ويجب أن ينفصل اللولب المزدوج ويفكك. يؤدي إنزيم هيليكاز كلا المهمتين. يجد إنزيم الهليكاز بقعة على جزيء الحمض النووي تسمى أصل التضاعف ويفك ضغط الشريط. يمكن بعد ذلك أن ترتبط إنزيمات بوليميراز الدنا بالنصف المفتوح. بمجرد أن يبدأ بوليميراز الحمض النووي في العمل ، يستمر الهليكاز في التحرك لأسفل الخيط بفك ضغط الجزيء أثناء سيره.

تتكون درجات سلم الحمض النووي من أزواج من النيوكليوتيدات. يتزاوج الأدينين مع الثايمين ، بينما يتزاوج الجوانين مع السيتوزين. عندما تفتح هيليكاز الخيوط ، يتم تقسيم هذه الأزواج. لتكوين جزيء DNA جديد ، يجب عمل أزواج جديدة للخيوط. ينتقل بوليميراز الحمض النووي على طول الخيوط المفتوحة مضيفًا نيوكليوتيدات جديدة أثناء سيرها. سيحصل كل أدينين على الخيط القديم على ثايمين جديد ، وسيحصل كل جوانين قديم على سيتوزين جديد ، والعكس صحيح.

قد يحظى بوليميراز الدنا بمعظم الاهتمام في تكاثر الحمض النووي ، ولكن بدون إنزيمين آخرين ، ستفقد الخيوط المفتوحة للحمض النووي تركيبها. عندما يقسم الهليكاز جزيء الحمض النووي ، يكون الشريط عرضة لخطر الانجذاب مرة أخرى إلى ملف ضيق. لمنع الخيوط من أن تصبح متشابكة ستوقف عقدة عملية النسخ المتماثل ، يعمل topoisomerase على إبقاء الخيوط مستقيمة. يحتاج بوليميراز الحمض النووي أيضًا إلى القليل من المساعدة لإيجاد من أين نبدأ. في الواقع ، لا يمكنها العثور على موقع العمل الخاص بها دون مساعدة primase. لا يستطيع بوليميراز الدنا التعرف على أصل النسخ المتماثل حتى يرتبط البريميز بنقطة البداية ويصنع أساسًا من ثمانية إلى 10 نيوكليوتيدات. بمجرد أن يعثر بوليميريز DNA على البرايمر المصنوع بواسطة primase ، يمكن أن يبدأ العمل.

يعمل بوليميراز الحمض النووي بسلاسة في اتجاه واحد للنسخ المتماثل ، ولكن ليس كذلك في الاتجاه الآخر ويحتاج إلى إنزيم آخر للتعويض عن ذلك. على طول أحد الخيطين ، سيكون جزيء الحمض النووي الجديد عبارة عن سلسلة صلبة من النيوكليوتيدات الجديدة ، ولكن من ناحية أخرى حبلا ، يتم إنشاء النيوكليوتيدات الجديدة في مقاطع قصيرة مع التمهيدي في بداية كل منها قطعة. تسمى هذه القطع شظايا Okazaki وتتطلب إنزيم ligase لربطها معًا.