A dezoxiribonukleinsav (DNS) a rendkívül stabil, kettős spirálmolekula, amely az élet genetikai anyagát tartalmazza. A DNS olyan stabil oka, hogy két egymást kiegészítő szálból és az őket összekötő alapokból áll. A DNS csavart szerkezete az erős kovalens kötésekkel összekapcsolt cukorfoszfát-csoportokból származik, és több ezer gyengébb hidrogénkötések, amelyek összekapcsolják az adenin és a timin, valamint a citozin és a guanin nukleotid bázispárjait, illetőleg.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A helikáz enzim képes elválasztani a szorosan kötött DNS kettős spirál molekulát, lehetővé téve a DNS replikációját.
A DNS-szálak elválasztásának szükségessége
Ezeket a szorosan kötött szálakat fizikailag szét lehet húzni, de kötéseik miatt ismét kettős spirálba csatlakoznának. Hasonlóképpen a hő okozhatja a két szál elválását vagy „megolvadását”. De a sejtek szétválásához a DNS-t szaporítani kell. Ez azt jelenti, hogy meg kell találni a DNS elválasztásának módját a genetikai kód feltárásához és az új másolatok készítéséhez. Ezt replikációnak nevezzük.
A DNS Helicase munkája
A sejtosztódás előtt megindul a DNS-replikáció. Az iniciátorfehérjék szinte a cipzár kinyitásakor kezdik kibontani a kettős spirál egy részét. Az enzimet, amely képes ellátni ezt a munkát, DNS-helikáznak hívják. Ezek a DNS-helikázok kibontják a DNS-t, ahol szintetizálni kell. A helikázok ezt a DNS két szálát összetartó nukleotid bázispár hidrogénkötések megszakításával teszik. Ez egy olyan folyamat, amely az adenozin-trifoszfát (ATP) molekulák energiáját használja fel, amely az összes sejtet táplálja. Az egyes szálak nem térhetnek vissza a szupertekercselt állapotba. Valójában a giráz enzim fellép és ellazítja a hélixet.
DNS replikáció
Miután a bázispárokat a DNS-helikáz feltárta, csak a kiegészítő bázisaikkal tudnak kötődni. Ezért minden polinukleotidszál templátot ad egy új, komplementer oldal számára. Ezen a ponton a primáz néven ismert enzim megindítja a replikációt egy rövid szakaszon vagy primeren.
A primer szegmensben a DNS-polimeráz enzim polimerizálja az eredeti DNS-szálat. Azon a területen működik, ahol a DNS kikapcsol, ún. Replikációs villa. A nukleotidok a nukleotidlánc egyik végén kiindulva polimerizálódnak, és a szintézis a szálnak csak egy irányában halad (a „vezető” szál). Új nukleotidok csatlakoznak a feltárt bázisokhoz. Az adenin (A) a timinnel (T), a citozin (C) pedig a guaninnal (G). A másik szálhoz csak rövid darabokat lehet szintetizálni, ezeket Okazaki-töredékeknek nevezzük. A DNS-ligáz enzim bejut és befejezi a „lemaradt” szálat. Az enzimek „lektorálják” a replikált DNS-t, és eltávolítják a talált hibák 99 százalékát. Az új DNS-szálak ugyanazt az információt tartalmazzák, mint a szülőszál. Ez egy figyelemre méltó folyamat, folyamatosan zajlik sok millió sejtben.
Erős kötődése és stabilitása miatt a DNS nem képes önmagában egyszerűen szétesni, sokkal inkább konzerválja a genetikai információkat, hogy továbbadja azokat az új sejteknek és utódoknak. A rendkívül hatékony helikáz enzim lehetővé teszi a rendkívül tekercselt DNS-molekula szétválasztását, így az élet folytatódhat.