Cząsteczka DNA to studium złożonej prostoty. Ta cząsteczka jest niezbędna do tworzenia białek, które wpływają na prawie każdy aspekt twojego ciała, ale tylko garstka elementów budulcowych tworzy strukturę podwójnej helisy DNA. Podczas replikacji DNA helisa rozdziela się, tworząc dwie nowe cząsteczki. Chociaż jeden enzym katalizuje proces replikacji, kilka innych enzymów również odgrywa rolę w tworzeniu nowej cząsteczki DNA.
Pierwsze kroki
Enzym, który katalizuje replikację DNA, nazywa się polimerazą DNA. Zanim polimeraza DNA zacznie działać, należy znaleźć punkt początkowy replikacji, a podwójna helisa musi zostać rozszczepiona i rozwinięta. Helikaza enzymatyczna spełnia oba te zadania. Enzym helikazy znajduje na cząsteczce DNA miejsce zwane początkiem replikacji i rozpina nić. Enzymy polimerazy DNA mogą następnie wiązać się z otwartymi półniciami. Gdy polimeraza DNA zacznie działać, helikaza kontynuuje ruch w dół nici, rozpinając cząsteczkę w miarę jej przemieszczania się.
Parowanie w górę
Szczeble drabiny DNA składają się z par nukleotydów. Adenina łączy się z tyminą, natomiast guanina z cytozyną. Kiedy helikaza otwiera pasma, pary te są rozdzielane. Aby utworzyć nową cząsteczkę DNA, należy utworzyć nowe pary dla nici. Polimeraza DNA przemieszcza się wzdłuż otwartych nici, dodając nowe nukleotydy. Każda adenina na starej nici dostanie nową tyminę, każda stara guanina dostanie nową cytozynę i odwrotnie.
Dobra współpraca z innymi
Polimeraza DNA może poświęcić najwięcej uwagi replikacji DNA, ale bez dwóch innych enzymów otwarte nici DNA utraciłyby swoją strukturę. Kiedy helikaza rozszczepia cząsteczkę DNA, istnieje ryzyko, że nić zaskoczy z powrotem w ciasną spiralę. Aby zapobiec splątaniu się pasm, których węzły zatrzymałyby proces replikacji, topoizomeraza działa w celu utrzymania prostych pasm. Polimeraza DNA również potrzebuje niewielkiej pomocy w ustaleniu, od czego zacząć. W rzeczywistości nie może znaleźć miejsca pracy bez pomocy prymasa. Polimeraza DNA nie może rozpoznać początku replikacji, dopóki primaza nie zwiąże się z punktem początkowym i nie utworzy startera składającego się z ośmiu do 10 nukleotydów. Gdy polimeraza DNA znajdzie starter stworzony przez primase, praca może się rozpocząć.
Łączenie się
Polimeraza DNA działa płynnie w jednym kierunku replikacji, ale nie tak dobrze w drugim kierunku i potrzebuje innego enzymu, aby to zrekompensować. Wzdłuż jednej nici nowa cząsteczka DNA będzie solidnym ciągiem nowych nukleotydów, ale z drugiej strony nici, nowe nukleotydy są tworzone w krótkich segmentach ze starterem na początku każdego człon. Segmenty te nazywane są fragmentami Okazaki i wymagają połączenia ligazy enzymatycznej.