Deoxyribonucleic Acid (DNA) adalah molekul heliks ganda yang sangat stabil yang terdiri dari materi genetik kehidupan. Alasan mengapa DNA begitu stabil adalah karena ia terbuat dari dua untai komplementer dan basa yang menghubungkannya. Struktur bengkok DNA muncul dari gugus gula fosfat yang bergabung dengan ikatan kovalen yang kuat, dan ribuan ikatan hidrogen yang lebih lemah yang bergabung dengan pasangan basa nukleotida adenin dan timin, dan sitosin dan guanin, masing-masing.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Enzim helikase dapat memisahkan molekul heliks ganda DNA yang terikat erat, memungkinkan replikasi DNA.
Kebutuhan untuk Memisahkan Untaian DNA
Untaian yang terikat erat ini dapat secara fisik ditarik terpisah, tetapi mereka akan bergabung kembali menjadi heliks ganda lagi karena ikatannya. Demikian pula, panas dapat menyebabkan kedua untaian terpisah atau "meleleh." Tetapi agar sel membelah, DNA perlu direplikasi. Ini berarti perlu ada cara untuk memisahkan DNA untuk mengungkapkan kode genetiknya, dan membuat salinan baru. Ini disebut replikasi.
Tugas DNA Helikase
Sebelum pembelahan sel, replikasi DNA dimulai. Protein inisiator mulai membuka bagian heliks ganda, hampir seperti ritsleting yang dibuka. Enzim yang dapat melakukan pekerjaan ini disebut helikase DNA. Helikase DNA ini membuka ritsleting DNA di tempat yang perlu disintesis. Helikase melakukan ini dengan memutus ikatan hidrogen pasangan basa nukleotida yang menahan dua untai DNA bersama-sama. Ini adalah proses yang menggunakan energi molekul adenosin trifosfat (ATP), yang menggerakkan semua sel. Untaian tunggal tidak diizinkan untuk kembali ke keadaan superkoil. Faktanya, enzim girase masuk dan melemaskan heliks.
Replikasi DNA
Setelah pasangan basa diungkapkan oleh helikase DNA, mereka hanya dapat berikatan dengan basa komplementernya. Oleh karena itu setiap untai polinukleotida menyediakan cetakan untuk sisi komplementer yang baru. Pada titik ini, enzim yang dikenal sebagai primase memulai replikasi pada segmen pendek, atau primer.
Pada segmen primer, enzim DNA polimerase mempolimerisasi untai DNA asli. Ia bekerja di area di mana DNA terlepas, yang disebut garpu replikasi. Nukleotida dipolimerisasi mulai dari salah satu ujung rantai nukleotida, dan sintesis berlangsung hanya dalam satu arah untai (untai "terkemuka"). Nukleotida baru bergabung dengan basa yang terungkap. Adenin (A) bergabung dengan timin (T), dan sitosin (C) bergabung dengan guanin (G). Untuk untai lainnya, hanya potongan pendek yang dapat disintesis, dan ini disebut fragmen Okazaki. Enzim DNA ligase masuk dan melengkapi untai “lagging”. Enzim “mengoreksi” DNA yang direplikasi dan menghilangkan 99 persen kesalahan yang ditemukan. Untaian DNA baru mengandung informasi yang sama dengan untai induk. Ini adalah proses yang luar biasa, terus-menerus terjadi dalam jutaan sel.
Karena ikatan dan stabilitasnya yang kuat, DNA tidak bisa begitu saja pecah dengan sendirinya, melainkan menyimpan informasi genetik untuk diteruskan ke sel dan keturunan baru. Helikase enzim yang sangat efisien memungkinkan pemecahan molekul DNA yang sangat melingkar, sehingga kehidupan dapat berlanjut.
