Et DNA-molekyle er en undersøgelse af kompleks enkelhed. Dette molekyle er afgørende for at skabe proteiner, der påvirker næsten alle aspekter af din krop, men kun en håndfuld byggesten udgør den dobbelte helixstruktur af DNA. I DNA-replikation splittes helixen fra hinanden for at danne to nye molekyler. Selvom et enzym katalyserer replikationsprocessen, spiller flere andre enzymer også en rolle i dannelsen af et nyt DNA-molekyle.
Kom godt i gang
Enzymet, der katalyserer DNA-replikation, kaldes DNA-polymerase. Inden DNA-polymerase kan begynde sit arbejde, skal der findes et udgangspunkt for replikation, og den dobbelte helix skal splittes fra hinanden og vikles ud. Enzymhelikasen udfører begge disse opgaver. Helikaseenzymet finder et sted på DNA-molekylet kaldet replikationsoprindelse og pakker strengen ud. DNA-polymerase-enzymer kan derefter binde til de åbne halvstrenge. Når DNA-polymerase begynder at arbejde, fortsætter helicase med at bevæge sig ned ad strengen og pakke molekylet ud, når det går.
Parring
DNA-stigen består af par nukleotider. Adenin parres med thymin, mens guanin parres med cytosin. Når helicase åbner trådene, deles disse par. For at danne et nyt DNA-molekyle skal der laves nye par til strengene. DNA-polymerase bevæger sig langs de åbne tråde og tilføjer nye nukleotider, når det går. Hver adenin på den gamle streng får et nyt thymin, hver gammel guanin får et nyt cytosin og omvendt.
Arbejder godt med andre
DNA-polymerase kan få mest mulig opmærksomhed i DNA-replikation, men uden to andre enzymer vil de åbne DNA-tråde miste deres struktur. Når helicase opdeler DNA-molekylet, risikerer strengen at snappe tilbage i en tæt spole. For at forhindre strengene i at blive et virvar, hvis knuder stopper replikationsprocessen, fungerer topoisomerase for at holde strengene lige. DNA-polymerase har også brug for lidt hjælp til at finde, hvor man skal starte. Faktisk kan den ikke finde sit jobsted uden hjælp fra primase. DNA-polymerase genkender ikke replikationens oprindelse, før primase er bundet til udgangspunktet og fremstiller en primer på otte til ti nukleotider. Når først DNA-polymerase finder den primer, der er fremstillet af primase, kan arbejdet påbegyndes.
Tilslutte sig
DNA-polymerase fungerer problemfrit i den ene replikationsretning, men ikke så godt i den anden retning og har brug for et andet enzym for at kompensere for dette. Langs den ene streng vil det nye DNA-molekyle være en solid streng af nye nukleotider, men på den anden streng oprettes de nye nukleotider i korte segmenter med en primer i begyndelsen af hver segment. Disse segmenter kaldes Okazaki-fragmenter og kræver, at enzymet ligase forbinder dem sammen.