Молекула на ДНК е изследване на сложна простота. Тази молекула е жизненоважна за създаването на протеини, които влияят на почти всеки аспект на тялото ви, но само шепа градивни елементи изграждат структурата на двойната спирала на ДНК. При репликацията на ДНК спиралата се разделя, образувайки две нови молекули. Въпреки че един ензим катализира процеса на репликация, няколко други ензими също играят роля при образуването на нова ДНК молекула.
Приготвяме се да започнем
Ензимът, който катализира репликацията на ДНК, се нарича ДНК полимераза. Преди ДНК полимеразата да започне своята работа, трябва да се намери начална точка за репликация и двойната спирала трябва да се раздели и размотае. И двете ензими изпълнява ензимът хеликаза. Хеликазният ензим намира място върху молекулата на ДНК, наречено произход на репликацията, и разкопчава нишката. ДНК полимеразните ензими след това могат да се свържат с отворените полувериги. След като ДНК полимеразата започне да действа, хеликаза продължава да се движи надолу по веригата, разархивирайки молекулата, докато върви.
Сдвояване
Стълбите на ДНК са изградени от двойки нуклеотиди. Аденинът се сдвоява с тимин, докато гуанинът се сдвоява с цитозин. Когато хеликаза отваря нишките, тези двойки се разделят. За да се образува нова ДНК молекула, трябва да се направят нови двойки за нишките. ДНК полимеразата пътува по отворените вериги, добавяйки нови нуклеотиди, докато върви. Всеки аденин от старата верига ще получи нов тимин, всеки стар гуанин ще получи нов цитозин и обратно.
Работа добре с други
ДНК полимеразата може да привлече по-голямата част от вниманието при репликацията на ДНК, но без два други ензима отворените нишки на ДНК биха загубили своята структура. Когато хеликаза раздели молекулата на ДНК, нишката е изложена на риск да се щракне обратно в плътна намотка. За да се предотврати заплитането на нишките, чиито възли биха спрели процеса на репликация, топоизомеразата работи, за да поддържа нишките прави. ДНК полимеразата също се нуждае от малко помощ за намиране откъде да започне. Всъщност той не може да намери сайта си за работа без помощта на primase. ДНК полимеразата не може да разпознае произхода на репликацията, докато примазата не се свърже с началната точка и не направи праймер от осем до 10 нуклеотида. След като ДНК полимераза открие праймера, направен от primase, работата може да започне.
Присъединяване
ДНК полимеразата работи гладко в едната посока на репликация, но не толкова добре в другата посока и се нуждае от друг ензим, за да компенсира това. По едната верига новата молекула на ДНК ще представлява солидна нишка от нови нуклеотиди, но от друга верига, новите нуклеотиди се създават на къси сегменти с праймер в началото на всеки сегмент. Тези сегменти се наричат Okazaki фрагменти и изискват ензимната лигаза да ги свърже.