Una molecola di DNA è uno studio di complessa semplicità. Questa molecola è vitale per creare proteine che influenzano quasi ogni aspetto del tuo corpo, ma solo una manciata di elementi costitutivi costituisce la struttura a doppia elica del DNA. Nella replicazione del DNA, l'elica si divide per formare due nuove molecole. Sebbene un enzima catalizza il processo di replicazione, anche molti altri enzimi svolgono un ruolo nella formazione di una nuova molecola di DNA.
Iniziare
L'enzima che catalizza la replicazione del DNA è chiamato DNA polimerasi. Prima che la DNA polimerasi possa iniziare il suo lavoro, deve essere trovato un punto di partenza per la replicazione e la doppia elica deve essere divisa e srotolata. L'enzima elicasi svolge entrambi questi compiti. L'enzima elicasi trova un punto sulla molecola del DNA chiamato origine della replicazione e apre il filo. Gli enzimi della DNA polimerasi possono quindi legarsi ai semifilamenti aperti. Una volta che la DNA polimerasi inizia a funzionare, l'elicasi continua a muoversi lungo il filo decomprimendo la molecola mentre procede.
Associazione
I gradini della scala del DNA sono costituiti da coppie di nucleotidi. L'adenina si accoppia con la timina, mentre la guanina si accoppia con la citosina. Quando l'elicasi apre i fili, queste coppie vengono divise. Per formare una nuova molecola di DNA, devono essere create nuove coppie per i filamenti. La DNA polimerasi viaggia lungo i filamenti aperti aggiungendo nuovi nucleotidi man mano che procede. Ogni adenina sul vecchio filamento riceverà una nuova timina, ogni vecchia guanina riceverà una nuova citosina e viceversa.
Lavorare bene con gli altri
La DNA polimerasi può ottenere la maggior parte dell'attenzione nella replicazione del DNA, ma senza altri due enzimi, i filamenti aperti del DNA perderebbero la loro struttura. Quando l'elicasi divide la molecola di DNA, il filamento rischia di ricadere in una spirale stretta. Per evitare che i fili diventino un groviglio i cui nodi arresterebbero il processo di replicazione, la topoisomerasi lavora per mantenere i fili dritti. Anche la DNA polimerasi ha bisogno di un piccolo aiuto per trovare da dove cominciare. In effetti, non può trovare il suo posto di lavoro senza l'aiuto di primase. La DNA polimerasi non è in grado di riconoscere l'origine della replicazione fino a quando la primasi non si è legata al punto di partenza e crea un primer da otto a 10 nucleotidi. Una volta che la DNA polimerasi trova il primer prodotto dalla primasi, il lavoro può iniziare.
Unirsi
La DNA polimerasi funziona senza problemi in una direzione di replicazione, ma non altrettanto bene nell'altra direzione e ha bisogno di un altro enzima per compensare questo. Lungo un filamento, la nuova molecola di DNA sarà una solida stringa di nuovi nucleotidi, ma dall'altro filamento, i nuovi nucleotidi vengono creati in brevi segmenti con un primer all'inizio di ciascuno segmento. Questi segmenti sono chiamati frammenti di Okazaki e richiedono l'enzima ligasi per unirli insieme.