Uma enzima que catalisa a formação da molécula de DNA

Uma molécula de DNA é um estudo de simplicidade complexa. Esta molécula é vital para a criação de proteínas que influenciam quase todos os aspectos do seu corpo, mas apenas um punhado de blocos de construção compõem a estrutura de dupla hélice do DNA. Na replicação do DNA, a hélice se divide para formar duas novas moléculas. Embora uma enzima catalise o processo de replicação, várias outras enzimas também desempenham um papel na formação de uma nova molécula de DNA.

A enzima que catalisa a replicação do DNA é chamada de DNA polimerase. Antes que a DNA polimerase possa começar seu trabalho, um ponto de partida para a replicação deve ser encontrado e a dupla hélice deve ser dividida e desenrolada. A enzima helicase executa essas duas tarefas. A enzima helicase encontra um ponto na molécula de DNA chamado de origem de replicação e descompacta a fita. As enzimas da polimerase de DNA podem então se ligar às meias-fitas abertas. Assim que a DNA polimerase começa a funcionar, a helicase continua descendo pela fita, descompactando a molécula conforme ela avança.

Os degraus da escada de DNA são compostos de pares de nucleotídeos. A adenina é pareada com a timina, enquanto a guanina é pareada com a citosina. Quando a helicase abre os fios, esses pares são divididos. Para formar uma nova molécula de DNA, novos pares devem ser feitos para as fitas. A DNA polimerase viaja ao longo das fitas abertas adicionando novos nucleotídeos à medida que avança. Cada adenina na fita antiga receberá uma nova timina, cada guanina antiga receberá uma nova citosina e vice-versa.

A DNA polimerase pode receber a maior parte da atenção na replicação do DNA, mas sem duas outras enzimas, as fitas abertas do DNA perderiam sua estrutura. Quando a helicase divide a molécula de DNA, a fita corre o risco de se transformar em uma espiral compacta. Para evitar que os fios se tornem um emaranhado cujos nós interromperiam o processo de replicação, a topoisomerase atua para manter os fios retos. A DNA polimerase também precisa de uma ajudinha para descobrir por onde começar. Na verdade, ele não consegue encontrar seu local de trabalho sem a ajuda da primase. A DNA polimerase não consegue reconhecer a origem da replicação até que a primase tenha se ligado ao ponto inicial e faça um primer de oito a 10 nucleotídeos. Assim que a DNA polimerase encontra o primer feito pela primase, o trabalho pode começar.

A DNA polimerase funciona suavemente em uma direção de replicação, mas não tão bem na outra direção e precisa de outra enzima para compensar isso. Ao longo de uma fita, a nova molécula de DNA será uma sequência sólida de novos nucleotídeos, mas na outra fita, os novos nucleotídeos são criados em segmentos curtos com um primer no início de cada segmento. Esses segmentos são chamados de fragmentos de Okazaki e requerem a enzima ligase para uni-los.