Molekula DNA je študija kompleksne preprostosti. Ta molekula je ključnega pomena za ustvarjanje beljakovin, ki vplivajo na skoraj vse vidike vašega telesa, toda le peščica gradnikov tvori dvojno vijačno strukturo DNA. Pri replikaciji DNK se vijačnica loči in tvori dve novi molekuli. Čeprav en encim katalizira proces razmnoževanja, ima več drugih encimov tudi vlogo pri tvorbi nove molekule DNA.
Kako začeti
Encim, ki katalizira replikacijo DNA, se imenuje DNA polimeraza. Preden lahko DNA polimeraza začne delovati, je treba najti izhodišče za razmnoževanje in dvojno vijačnico razdeliti in odviti. Obe nalogi opravlja encim helikaza. Encim helikaza najde na molekuli DNA mesto, ki se imenuje izvor replikacije, in odpne verigo. Encimi DNA polimeraze se lahko nato vežejo na odprte polovične verige. Ko DNA polimeraza začne delovati, se helikaza nadaljuje s premikanjem po verigi, tako da sprosti molekulo.
Seznanjanje
Lestve stopnic DNA so sestavljene iz parov nukleotidov. Adenin se pari s timinom, medtem ko se gvanin pari s citozinom. Ko helikaza odpre pramene, se ti pari razdelijo. Za tvorbo nove molekule DNA je treba za verige narediti nove pare. DNA polimeraza potuje po odprtih verigah in dodaja nove nukleotide. Vsak adenin na stari verigi bo dobil nov timin, vsak stari gvanin bo dobil nov citozin in obratno.
Dobro sodelujem z drugimi
DNA polimeraza lahko dobi večino pozornosti pri replikaciji DNA, toda brez dveh drugih encimov bi odprte verige DNA izgubile svojo strukturo. Ko helikaza razcepi molekulo DNA, obstaja nevarnost, da se pramen vrne nazaj v tesno tuljavo. Da bi preprečili, da bi se prameni zapletli, katerih vozli bi zaustavili postopek razmnoževanja, topoizomeraza deluje tako, da ohranja pramene. DNA polimeraza potrebuje tudi malo pomoči pri iskanju, kje začeti. Pravzaprav ne more najti svojega delovnega mesta brez pomoči primase. DNA polimeraza ne more prepoznati izvora replikacije, dokler se primaza ne veže na izhodišče in naredi primer od 8 do 10 nukleotidov. Ko DNA polimeraza najde primer, ki ga je ustvarila primaza, se lahko začne delo.
Pridružitev
DNA polimeraza deluje nemoteno v eno smer replikacije, v drugo smer pa ne tako dobro in potrebuje drug encim, da to nadomesti. Vzdolž ene verige bo nova molekula DNA trdna vrsta novih nukleotidov, vendar na drugi pramen, novi nukleotidi nastajajo v kratkih segmentih s primerjem na začetku vsakega segment. Ti segmenti se imenujejo fragmenti Okazaki in zahtevajo, da se jim encim ligaza pridruži.