Deoksiribonukleinska kislina (DNA) je zelo stabilna molekula z dvojno vijačnico, ki vsebuje genski material življenja. Razlog, da je DNA tako stabilna, je ta, da je narejena iz dveh komplementarnih verig in osnov, ki ju povezujejo. Zvita struktura DNK izhaja iz skupin sladkorja fosfatov, ki jih povezujejo močne kovalentne vezi, in na tisoče šibkejše vodikove vezi, ki se pridružijo nukleotidnim baznim parom adenina in timina ter citozina in gvanina, oz.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Encim helikaza lahko loči tesno vezane molekule dvojne vijačnice DNA, kar omogoča replikacijo DNA.
Potreba po ločitvi verig DNA
Te tesno vezane pramene lahko fizično potegnemo narazen, vendar bi se zaradi svojih vezi spet povezali v dvojno vijačnico. Podobno lahko vročina povzroči, da se obe verigi ločita ali "stopita". Da pa se celice lahko delijo, je treba DNA replicirati. To pomeni, da mora obstajati način ločevanja DNK, da se razkrije njena genetska koda, in izdelava novih kopij. To se imenuje replikacija.
Job DNA Helicase
Pred delitvijo celic se začne replikacija DNA. Iniciatorske beljakovine začnejo razvijati del dvojne vijačnice, skoraj tako kot zadrgo, ki se odpenja. Encim, ki lahko opravlja to nalogo, se imenuje DNA helikaza. Te DNA helikaze odpenjajo DNA, kjer jo je treba sintetizirati. Helikaze to storijo tako, da pretrgajo vodikove vezi nukleotidnega baznega para, ki držita obe verigi DNA skupaj. Gre za postopek, ki uporablja energijo molekul adenozin trifosfata (ATP), ki napajajo vse celice. Posamezne pramene se ne smejo vrniti v preveč zvito stanje. Dejansko encim giraza stopi in sprosti vijačnico.
Replikacija DNA
Ko DNK-helikaza razkrije bazne pare, se lahko vežejo le na njihove komplementarne baze. Zato vsaka polinukleotidna veriga ponuja predlogo za novo, komplementarno stran. V tem trenutku encim, znan kot primaza, začne replikacijo na kratkem segmentu ali prajmerju.
Na segmentu primerja encim DNA polimeraza polimerizira prvotno verigo DNA. Deluje na območju, kjer se DNK odvije, imenovano replikacijske vilice. Nukleotidi se polimerizirajo na enem koncu nukleotidne verige in sinteza poteka samo v eni smeri verige ("vodilna" veriga). Razkriti bazi se pridružijo novi nukleotidi. Adenin (A) se pridruži timinu (T), citozin (C) pa gvaninu (G). Za drugi pramen je mogoče sintetizirati le kratke koščke, ki se imenujejo fragmenti Okazaki. Enzim DNA ligaza vstopi in dopolni „zaostajajoči“ sklop. Encimi "lektorirajo" podvojeno DNA in odstranijo 99 odstotkov vseh najdenih napak. Nove verige DNA vsebujejo enake informacije kot starševske verige. To je izjemen proces, ki se nenehno dogaja v mnogih milijonih celic.
Zaradi močne vezi in stabilnosti se DNK ne more preprosto razbiti sama, temveč ohranja genske informacije, ki jih je mogoče posredovati novim celicam in potomcem. Zelo učinkovit encim helikaza omogoča razbijanje izjemno navite molekule DNA, da lahko življenje nadaljuje.