Mis purustab DNA topeltspiraali?

Deoksüribonukleiinhape (DNA) on ülipüsiv topeltheeliksi molekul, mis sisaldab elu geneetilist materjali. Põhjus, miks DNA on nii stabiilne, on see, et see on valmistatud kahest üksteist täiendavast ahelast ja neid ühendavatest alustest. DNA keerdunud struktuur tuleneb tugevate kovalentsete sidemetega ühendatud suhkrufosfaatrühmadest ja tuhandetest nõrgemad vesiniksidemed, mis ühendavad adeniini ja tümiini ning tsütosiini ja guaniini nukleotiidide aluspaare, vastavalt.

TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)

Ensüüm-helikaas võib eraldada tihedalt seotud DNA topeltheeliksi molekuli, võimaldades DNA replikatsiooni.

Vajadus eraldada DNA ahelad

Neid tihedalt seotud kiude saab füüsiliselt lahti tõmmata, kuid nad ühendaksid oma sidemete tõttu uuesti topeltspiraaliks. Samamoodi võib kuumus põhjustada kahe ahela eraldumise või sulamise. Kuid rakkude jagunemiseks tuleb DNA paljundada. See tähendab, et DNA geneetilise koodi avaldamiseks ja uute koopiate tegemiseks peab olema viis. Seda nimetatakse replikatsiooniks.

DNA Helicase töö

Enne rakkude jagunemist algab DNA replikatsioon. Initsiaatorvalgud hakkavad kaksikheeliksi osa lahti harutama peaaegu nagu tõmblukk lahti. Ensüümi, mis suudab seda tööd teha, nimetatakse DNA helikaasiks. Need DNA helikaasid tõmbavad DNA lahti, kus see on vaja sünteesida. Helikaasid teevad seda, purustades nukleotiidide aluspaari vesiniksidemed, mis hoiavad kahte DNA ahelat koos. See on protsess, mis kasutab adenosiintrifosfaadi (ATP) molekulide energiat, mis toidab kõiki rakke. Üksikud ahelad ei tohi naasta ülikeerunud olekusse. Tegelikult astub ensüüm güraas sisse ja lõdvestab spiraali.

DNA replikatsioon

Kui aluspaarid on DNA helikaasi poolt avaldatud, saavad nad siduda ainult oma komplementaarsete alustega. Seetõttu annab iga polünukleotiidne ahel uue komplementaarse külje malli. Siinkohal alustab ensüüm, mida nimetatakse primaasiks, replikatsiooni lühikesel segmendil ehk praimeril.

Praimerisegmendis polümeriseerib ensüüm DNA polümeraas algse DNA ahela. See töötab piirkonnas, kus DNA kerib end lahti, seda nimetatakse replikatsioonihargiks. Nukleotiidid polümeriseeruvad alates nukleotiidahela ühest otsast ja süntees kulgeb ainult ahela ühes suunas ("juhtiv ahel"). Uued nukleotiidid liituvad ilmnenud alustega. Adeniin (A) liitub tümiiniga (T) ja tsütosiin (C) guaniiniga (G). Teise haru jaoks saab sünteesida ainult lühikesi tükke ja neid nimetatakse Okazaki fragmentideks. Ensüüm DNA ligaas siseneb ja viib lõpule „mahajäänud“ ahela. Ensüümid korrigeerivad paljundatud DNA-d ja eemaldavad 99 protsenti leitud vigadest. Uued DNA ahelad sisaldavad sama teavet kui vanemahel. See on tähelepanuväärne protsess, mis toimub pidevalt paljudes miljonites rakkudes.

Tugeva sideme ja stabiilsuse tõttu ei saa DNA lihtsalt iseseisvalt laguneda, vaid pigem säilitab geneetilise teabe edastamiseks uutele rakkudele ja järeltulijatele. Ülitõhus ensüümi helikaas võimaldab tohutult keerdunud DNA molekuli lõhkumist, et elu saaks jätkuda.

  • Jaga
instagram viewer