El ácido desoxirribonucleico (ADN) es la molécula de doble hélice altamente estable que comprende el material genético de la vida. La razón por la que el ADN es tan estable es que está formado por dos hebras complementarias y las bases que las conectan. La estructura retorcida del ADN surge de grupos de fosfato de azúcar unidos por fuertes enlaces covalentes, y miles de enlaces de hidrógeno más débiles que unen los pares de bases de nucleótidos de adenina y timina, y citosina y guanina, respectivamente.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
La enzima helicasa puede separar la molécula de doble hélice de ADN fuertemente unida, lo que permite la replicación del ADN.
La necesidad de separar las hebras de ADN
Estas hebras fuertemente unidas se pueden separar físicamente, pero se volverían a unir en una doble hélice debido a sus enlaces. De manera similar, el calor puede hacer que las dos hebras se separen o se "derritan". Pero para que las células se dividan, es necesario replicar el ADN. Esto significa que debe haber una forma de separar el ADN para revelar su código genético y hacer nuevas copias. A esto se le llama replicación.
El trabajo de la ADN helicasa
Antes de la división celular, comienza la replicación del ADN. Las proteínas iniciadoras comienzan a desplegar parte de la doble hélice, casi como una cremallera que se abre. La enzima que puede realizar este trabajo se llama ADN helicasa. Estas helicasas de ADN descomprimen el ADN donde debe sintetizarse. Las helicasas hacen esto rompiendo los enlaces de hidrógeno del par de bases de nucleótidos que mantienen unidas las dos hebras de ADN. Es un proceso que utiliza la energía de las moléculas de trifosfato de adenosina (ATP), que alimentan todas las células. No se permite que las hebras simples vuelvan a un estado superenrollado. De hecho, la enzima girasa interviene y relaja la hélice.
Replicación de ADN
Una vez que los pares de bases son revelados por la ADN helicasa, solo pueden unirse con sus bases complementarias. Por lo tanto, cada hebra de polinucleótidos proporciona un molde para un nuevo lado complementario. En este punto, la enzima conocida como primasa inicia la replicación en un segmento corto o cebador.
En el segmento del cebador, la enzima ADN polimerasa polimeriza la cadena de ADN original. Funciona en el área donde se desenrolla el ADN, llamada horquilla de replicación. Los nucleótidos se polimerizan comenzando en un extremo de la cadena de nucleótidos y la síntesis avanza en una sola dirección de la hebra (la hebra "principal"). Nuevos nucleótidos se unen a las bases reveladas. La adenina (A) se une a la timina (T) y la citosina (C) se une a la guanina (G). Para la otra hebra, solo se pueden sintetizar piezas cortas, y se denominan fragmentos de Okazaki. La enzima ADN ligasa entra y completa la hebra "rezagada". Las enzimas “revisan” el ADN replicado y eliminan el 99 por ciento de los errores encontrados. Las nuevas hebras de ADN contienen la misma información que la hebra madre. Este es un proceso notable, que ocurre constantemente en muchos millones de células.
Debido a su fuerte unión y estabilidad, el ADN no puede simplemente romperse por sí solo, sino que conserva la información genética para transmitirla a nuevas células y descendientes. La enzima helicasa altamente eficiente hace posible la ruptura de la molécula de ADN tremendamente enrollada, para que la vida pueda continuar.