Kyselina deoxyribonukleová (DNA) je vysoko stabilná molekula s dvojitou špirálou, ktorá obsahuje genetický materiál života. Dôvod, prečo je DNA taká stabilná, je ten, že je vyrobená z dvoch komplementárnych vlákien a báz, ktoré ich spájajú. Skrútená štruktúra DNA vzniká zo skupín fosfátov cukru, ktoré sú spojené silnými kovalentnými väzbami a tisíckami slabšie vodíkové väzby, ktoré sa spájajú s pármi nukleotidových báz adenínu a tymínu a cytozínu a guanínu, resp.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Enzým helikáza môže separovať pevne viazanú molekulu dvojitej špirály DNA, čo umožňuje replikáciu DNA.
Potreba oddelenia reťazcov DNA
Tieto pevne spojené vlákna môžu byť fyzicky oddelené, ale vďaka svojim väzbám by sa opäť spojili do dvojitej špirály. Podobne môže teplo spôsobiť oddelenie alebo „roztavenie“ dvoch prameňov. Aby sa však bunky mohli rozdeliť, je potrebné replikovať DNA. To znamená, že musí existovať spôsob oddelenia DNA, aby sa odhalil jej genetický kód, a vytváranie nových kópií. Toto sa nazýva replikácia.
Práca DNA helikázy
Pred bunkovým delením začína replikácia DNA. Iniciátorové proteíny začnú rozvíjať časť dvojitej špirály, takmer ako rozopínajúci sa zips. Enzým, ktorý môže vykonávať túto prácu, sa nazýva DNA helikáza. Tieto DNA helikázy rozbaľujú DNA tam, kde je potrebné ju syntetizovať. Helikázy to robia rozbitím vodíkových väzieb nukleotidového páru báz, ktoré držia dva reťazce DNA pohromade. Je to proces, ktorý využíva energiu molekúl adenozíntrifosfátu (ATP), ktoré napájajú všetky bunky. Jednotlivé pramene sa nesmú vrátiť do stavu zvitku. V skutočnosti zasahuje a uvoľňuje skrutkovicu enzým gyráza.
Replikácia DNA
Akonáhle sú páry báz odhalené DNA helikázou, môžu sa viazať iba so svojimi komplementárnymi bázami. Preto každý polynukleotidový reťazec poskytuje šablónu pre novú, komplementárnu stranu. V tomto okamihu enzým známy ako primáza naštartuje replikáciu na krátkom segmente alebo priméri.
V segmente priméru polymerizuje enzým DNA polymeráza pôvodné vlákno DNA. Funguje v oblasti, kde sa odvíja DNA, ktorá sa nazýva replikačná vidlica. Nukleotidy sa polymerizujú začínajúc na jednom konci nukleotidového reťazca a syntéza prebieha iba v jednom smere vlákna („vedúci“ reťazec). Nové nukleotidy sa pripájajú k odhaleným bázam. Adenín (A) sa spája s tymínom (T) a cytozín (C) sa spája s guanínom (G). Pre druhý reťazec je možné syntetizovať iba krátke kúsky, ktoré sa nazývajú fragmenty Okazaki. Enzým DNA ligáza vstupuje do „zaostávajúceho“ vlákna a dokončuje ho. Enzýmy „korigujú“ replikovanú DNA a odstránia 99 percent všetkých nájdených chýb. Nové reťazce DNA obsahujú rovnaké informácie ako pôvodný reťazec. Je to pozoruhodný proces, ktorý sa neustále vyskytuje v mnohých miliónoch buniek.
Vďaka svojej silnej väzbe a stabilite sa DNA nemôže jednoducho sama rozpadnúť, ale skôr uchováva genetickú informáciu, ktorá sa má prenášať do nových buniek a potomkov. Vysoko efektívny enzým helikáza umožňuje rozpad ohromne stočenej molekuly DNA, takže život môže pokračovať.
