Deoxyribonukleinsyre (DNA) er det meget stabile, dobbelte helixmolekyle, der omfatter livets genetiske materiale. Årsagen til, at DNA er så stabilt, er, at det er lavet af to komplementære tråde og baserne, der forbinder dem. DNA's snoede struktur stammer fra sukkerphosphatgrupper forbundet med stærke kovalente bindinger og tusinder af svagere hydrogenbindinger, der forbinder nukleotidbaseparene af adenin og thymin, og cytosin og guanin, henholdsvis.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Enzymhelikasen kan adskille det tætbundne DNA-dobbelthelixmolekyle, hvilket muliggør replikation af DNA.
Behovet for at adskille DNA-tråde
Disse tæt bundne tråde kan fysisk trækkes fra hinanden, men de vil igen tilslutte sig en dobbelt helix på grund af deres bånd. På samme måde kan varme få de to tråde til at adskille sig eller "smelte". Men for at cellerne skal dele sig, skal DNA replikeres. Dette betyder, at der skal være en måde at adskille DNA for at afsløre dets genetiske kode og lave nye kopier. Dette kaldes replikering.
Jobbet med DNA Helicase
Før celledeling begynder DNA-replikation. Initiatorproteiner begynder at udfolde en del af den dobbelte spiral, næsten som en lynlås, der pakkes ud. Enzymet, der kan udføre dette job kaldes en DNA-helicase. Disse DNA-helikaser pakker DNA'et ud, hvor det skal syntetiseres. Helikaserne gør dette ved at bryde nukleotidbaseparbrintbindingerne, der holder de to DNA-tråde sammen. Det er en proces, der bruger energien fra adenosintrifosfat (ATP) -molekyler, som driver alle celler. De enkelte tråde har ikke tilladelse til at vende tilbage til en supercoiled tilstand. Faktisk træder enzymet gyrase ind og slapper af spiralen.
DNA-replikering
Når baseparrene er afsløret af DNA-helikasen, kan de kun binde til deres komplementære baser. Derfor tilvejebringer hver polynukleotidstreng en skabelon til en ny, komplementær side. På dette tidspunkt starter enzymet kendt som primase kickstart replikation på et kort segment eller primer.
Ved primersegmentet polymeriserer enzymet DNA-polymerase den oprindelige DNA-streng. Det fungerer i det område, hvor DNA afvikles, kaldet replikationsgaffel. Nukleotiderne polymeriseres startende ved den ene ende af nukleotidkæden, og syntese forløber kun i en retning af strengen (den "førende" streng). Nye nukleotider slutter sig til de afslørede baser. Adenin (A) forbinder med thymin (T), og cytosin (C) forbinder med guanin (G). For den anden streng kan kun korte stykker syntetiseres, og disse kaldes Okazaki-fragmenter. Enzymet DNA ligase trænger ind i og fuldfører den ”forsinkede” streng. Enzymer “korrekturlæser” det replikerede DNA og fjerner 99 procent af de fundne fejl. De nye DNA-tråde indeholder de samme oplysninger som moderstrengen. Dette er en bemærkelsesværdig proces, der konstant forekommer i mange millioner celler.
På grund af sin stærke binding og stabilitet kan DNA ikke bare bryde adskilt alene, men snarere bevare genetisk information, der overføres til nye celler og efterkommere. Den meget effektive enzymhelikase gør det muligt at nedbryde det enormt oprullede DNA-molekyle, så livet kan fortsætte.