Acidul dezoxiribonucleic (ADN) este o moleculă foarte stabilă, cu dublu helix, care cuprinde materialul genetic al vieții. Motivul pentru care ADN-ul este atât de stabil este că este format din două fire complementare și bazele care le leagă. Structura răsucită a ADN-ului provine din grupări de fosfat de zahăr unite prin legături covalente puternice și mii de legături mai slabe de hidrogen care se alătură perechilor nucleotidice de bază de adenină și timină și citozină și guanină, respectiv.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Enzima helicază poate separa molecula de ADN dublu helix strâns legată, permițând replicarea ADN-ului.
Nevoia de a separa firele de ADN
Aceste șuvițe strâns legate pot fi despărțite fizic, dar ele ar reintra într-o helică dublă din nou datorită legăturilor lor. În mod similar, căldura poate determina separarea sau „topirea” celor două fire. Dar pentru ca celulele să se împartă, ADN-ul trebuie să fie reprodus. Aceasta înseamnă că trebuie să existe o modalitate de separare a ADN-ului pentru a dezvălui codul său genetic și de a face noi copii. Aceasta se numește replicare.
Slujba ADN Helicase
Înainte de divizarea celulară, începe replicarea ADN-ului. Proteinele inițiatorului încep să desfășoare o parte a helixului dublu, aproape ca un fermoar care se desface. Enzima care poate îndeplini această sarcină se numește ADN helicază. Aceste helice ADN dezarhivează ADN-ul acolo unde trebuie sintetizat. Helicazele fac acest lucru prin ruperea legăturilor de hidrogen din perechea de nucleotide care țin cele două fire de ADN laolaltă. Este un proces care folosește energia moleculelor de adenozin trifosfat (ATP), care alimentează toate celulele. Toroanelor simple nu li se permite să revină într-o stare supraînfășurată. De fapt, enzima girază intră și relaxează helixul.
Replicarea ADN-ului
Odată ce perechile de baze sunt dezvăluite de ADN helicaza, ele se pot lega numai cu bazele lor complementare. Prin urmare, fiecare catenă polinucleotidă oferă un șablon pentru o nouă latură complementară. În acest moment, enzima cunoscută sub numele de primază începe replicarea pe un segment scurt sau primer.
La segmentul primerului, enzima ADN polimerază polimerizează catena ADN originală. Funcționează în zona în care ADN-ul se desfășoară, numit furcă de replicare. Nucleotidele sunt polimerizate începând de la un capăt al lanțului nucleotidic, iar sinteza se desfășoară într-o singură direcție a catenei (catena „conducătoare”). Noile nucleotide se alătură bazelor revelate. Adenina (A) se unește cu timina (T), iar citozina (C) se unește cu guanina (G). Pentru cealaltă suvită, numai piesele scurte pot fi sintetizate, iar acestea sunt numite fragmente Okazaki. Enzima ADN ligază intră și completează catena „întârziată”. Enzimele „corectează” ADN-ul replicat și elimină 99% din orice erori găsite. Noile catene de ADN conțin aceleași informații ca și catena părinte. Acesta este un proces remarcabil, care apare constant în multe milioane de celule.
Datorită legăturii sale puternice și stabilității, ADN-ul nu poate pur și simplu să se despartă singur, ci conservă mai degrabă informațiile genetice pentru a fi transmise celulelor și descendenților noi. Enzima helicază extrem de eficientă face posibilă separarea moleculei de ADN extrem de înfășurate, astfel încât viața să poată continua.