Deoksiribonukleinska kiselina (DNA) je visoko stabilna molekula dvostruke zavojnice koja sadrži genetski materijal života. Razlog zbog kojeg je DNA toliko stabilna jest taj što je napravljen od dva komplementarna lanca i baza koje ih povezuju. Uvijena struktura DNK proizlazi iz šećernih fosfatnih skupina spojenih jakim kovalentnim vezama i tisućama slabije vodikove veze koje se spajaju nukleotidnim baznim parovima adenina i timina, te citozina i gvanina, odnosno.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Enzim helikaza može odvojiti čvrsto vezanu molekulu dvostruke zavojnice DNA, što omogućava replikaciju DNA.
Potreba za odvajanjem DNA lanaca
Te čvrsto povezane niti mogu se fizički razdvojiti, ali opet bi se spojili u dvostruku zavojnicu zbog svojih veza. Slično tome, toplina može uzrokovati razdvajanje ili "topljenje" dviju niti. No, da bi se stanice mogle podijeliti, DNA se mora replicirati. To znači da mora postojati način odvajanja DNA radi otkrivanja njezinog genetskog koda i stvaranja novih kopija. To se naziva replikacija.
Posao DNA helikaze
Prije diobe stanica započinje replikacija DNA. Proteini inicijatora počinju razvijati dio dvostruke zavojnice, gotovo poput patentnog zatvarača. Enzim koji može obavljati ovaj posao naziva se DNA helikaza. Te DNA helikaze rastvaraju DNK tamo gdje je potrebno sintetizirati. Helikaze to čine razbijanjem vodikovih veza nukleotidnog baznog para koji drže dvije niti DNA zajedno. To je proces koji koristi energiju molekula adenozin trifosfata (ATP), koje pokreću sve stanice. Pojedinačnim se nitima ne smije vratiti u premotano stanje. U stvari, enzim giraza stupa i opušta zavojnicu.
Replikacija DNA
Jednom kada parovi baza budu otkriveni DNA helikazom, oni se mogu vezati samo sa svojim komplementarnim bazama. Stoga svaki polinukleotidni lanac daje predložak za novu, komplementarnu stranu. U ovom trenutku, enzim poznat kao primaza započinje replikaciju na kratkom segmentu ili temeljnom sloju.
Na segmentu početnika, enzim DNA polimeraza polimerizira izvorni DNA lanac. Djeluje na području gdje se DNK odmotava, što se naziva replikacijska vilica. Nukleotidi se polimeriziraju počevši s jednog kraja nukleotidnog lanca, a sinteza se odvija samo u jednom smjeru lanca ("vodeći" lanac). Otkrivenim bazama pridružuju se novi nukleotidi. Adenin (A) se spaja s timinom (T), a citozin (C) s gvaninom (G). Za drugi pramen mogu se sintetizirati samo kratki komadi, a oni se nazivaju Okazaki fragmenti. Enzim DNA ligaza ulazi i dovršava "zaostali" lanac. Enzimi "lektoriraju" repliciranu DNA i uklanjaju 99 posto svih pronađenih pogrešaka. Novi lanci DNA sadrže iste podatke kao i roditeljski lanac. Ovo je izvanredan proces koji se neprestano događa u mnogim milijunima stanica.
Zbog svoje snažne veze i stabilnosti, DNA se ne može samo od sebe razdvojiti, već sačuva genetske informacije koje će se proslijediti novim stanicama i potomcima. Visoko učinkoviti enzim helikaza omogućuje razbijanje izuzetno namotane molekule DNA, tako da se život može nastaviti.