Deoksyribonukleinsyre (DNA) er det svært stabile, doble spiralmolekylet som består av livets genetiske materiale. Årsaken til at DNA er så stabilt er at det er laget av to komplementære tråder og basene som forbinder dem. DNAs vridde struktur stammer fra sukkerfosfatgrupper sammen med sterke kovalente bindinger, og tusenvis av svakere hydrogenbindinger som forbinder nukleotidbaseparene av adenin og tymin, og cytosin og guanin, henholdsvis.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Enzym helikasen kan skille det tettbundne DNA dobbelt helix molekylet, slik at det kan replikeres av DNA.
Behovet for å skille DNA-tråder
Disse tettbundne trådene kan trekkes fra hverandre, men de vil bli med i en dobbel helix igjen på grunn av deres bånd. På samme måte kan varme føre til at de to trådene skilles eller "smelter". Men for at celler skal dele seg, må DNA replikeres. Dette betyr at det må være en måte å skille DNA for å avsløre sin genetiske kode og lage nye kopier. Dette kalles replikering.
Jobben med DNA Helicase
Før celledeling begynner DNA-replikering. Initiatorproteiner begynner å brette ut en del av den dobbelte spiralen, nesten som en glidelås blir pakket ut. Enzymet som kan utføre denne jobben kalles en DNA-helikase. Disse DNA-helikassene pakker ut DNA der det må syntetiseres. Helikasene gjør dette ved å bryte nukleotidbasisparet hydrogenbindinger som holder de to DNA-strengene sammen. Det er en prosess som bruker energien til adenosintrifosfat (ATP) molekyler, som driver alle celler. De enkelte strengene har ikke lov til å gå tilbake til en supercoiled tilstand. Faktisk går enzymet gyrase inn og slapper av spiralen.
DNA-replikering
Når baseparene er avslørt av DNA-helikasen, kan de bare knytte seg til sine komplementære baser. Derfor gir hver polynukleotidstreng en mal for en ny, komplementær side. På dette tidspunktet starter enzymet kjent som primase, replikering på et kort segment eller primer.
Ved primersegmentet polymeriserer enzymet DNA-polymerase den opprinnelige DNA-strengen. Det fungerer i området der DNA slås av, kalt replikasjonsgaffelen. Nukleotidene polymeriseres med utgangspunkt i den ene enden av nukleotidkjeden, og syntese foregår bare i én retning av strengen (den "ledende" streng). Nye nukleotider slutter seg til de avslørte basene. Adenin (A) forbinder med tymin (T), og cytosin (C) forbinder med guanin (G). For den andre strengen kan bare korte stykker syntetiseres, og disse kalles Okazaki-fragmenter. Enzymet DNA-ligase går inn i og fullfører den "forsinkede" strengen. Enzymer "korrekturleser" replikert DNA og fjerner 99 prosent av eventuelle feil. De nye DNA-trådene inneholder den samme informasjonen som foreldrestrengen. Dette er en bemerkelsesverdig prosess, som stadig forekommer i mange millioner celler.
På grunn av sin sterke binding og stabilitet, kan ikke DNA bare bryte fra hverandre, men snarere bevare genetisk informasjon som skal overføres til nye celler og etterkommere. Den svært effektive enzymhelikasen gjør det mulig å bryte fra hverandre det enormt opprullede DNA-molekylet, slik at livet kan fortsette.