Molekula DNA je studium složité jednoduchosti. Tato molekula je nezbytná pro tvorbu proteinů, které ovlivňují téměř všechny aspekty vašeho těla, ale jen hrstka stavebních bloků tvoří strukturu dvojité šroubovice DNA. Při replikaci DNA se šroubovice rozpadá a tvoří dvě nové molekuly. Ačkoli jeden enzym katalyzuje proces replikace, při tvorbě nové molekuly DNA hraje roli i několik dalších enzymů.
Začínáme
Enzym, který katalyzuje replikaci DNA, se nazývá DNA polymeráza. Než může DNA polymeráza zahájit svoji práci, je třeba najít výchozí bod pro replikaci a dvojitou šroubovici je třeba rozdělit a odmotat. Enzym helikáza provádí oba tyto úkoly. Enzym helikázy najde na molekule DNA místo zvané počátek replikace a rozbalí řetězec. Enzymy DNA polymerázy se pak mohou vázat na otevřené poloviční řetězce. Jakmile začne fungovat DNA polymeráza, helikáza pokračuje v pohybu směrem dolů po vlákně rozepínajícím molekulu.
Párování
Příčky žebříku DNA jsou tvořeny dvojicemi nukleotidů. Adenin se páruje s tyminem, zatímco guanin se páruje s cytosinem. Když helikáza otevře vlákna, tyto páry se rozdělí. Aby se vytvořila nová molekula DNA, musí být pro vlákna vytvořeny nové páry. DNA polymeráza cestuje podél otevřených řetězců a přidává nové nukleotidy. Každý adenin na starém řetězci získá nový thymin, každý starý guanin dostane nový cytosin a naopak.
Dobrá práce s ostatními
DNA polymeráza může získat většinu pozornosti při replikaci DNA, ale bez dalších dvou enzymů by otevřené řetězce DNA ztratily svoji strukturu. Když helikáza štěpí molekulu DNA, hrozí, že vlákno praskne zpět do těsné cívky. Aby se zabránilo tomu, aby se prameny staly spleti, jejíž uzly by zastavily proces replikace, pracuje topoizomeráza, aby udržovala prameny rovné. DNA polymeráza také potřebuje malou pomoc při hledání, kde začít. Ve skutečnosti nemůže najít své pracovní místo bez pomoci primase. DNA polymeráza nedokáže rozpoznat počátek replikace, dokud se primáza nenaváže na výchozí bod a nevytvoří primer o osmi až deseti nukleotidech. Jakmile DNA polymeráza najde primer vyrobený primázou, může začít pracovat.
Připojuji se
DNA polymeráza funguje hladce v jednom směru replikace, ale ne v druhém směru a potřebuje jiný enzym, aby to napravila. Podél jednoho řetězce bude nová molekula DNA pevným řetězcem nových nukleotidů, ale na straně druhé vlákno, nové nukleotidy jsou vytvořeny v krátkých segmentech s primerem na začátku každého z nich segment. Tyto segmenty se nazývají fragmenty Okazaki a ke spojení dohromady vyžadují enzymovou ligázu.