Deoxiribonukleinsyra (DNA) är den mycket stabila, dubbla spiralmolekylen som består av livets genetiska material. Anledningen till att DNA är så stabilt är att det består av två komplementära strängar och baserna som förbinder dem. DNA: s tvinnade struktur härrör från sockerfosfatgrupper förenade med starka kovalenta bindningar och tusentals svagare vätebindningar som förenar nukleotidbasparen av adenin och tymin, och cytosin och guanin, respektive.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Enzymhelikaset kan separera den tätt bundna DNA-dubbelhelixmolekylen, vilket möjliggör replikering av DNA.
Behovet av att separera DNA-strängar
Dessa tätt bundna trådar kan dras isär fysiskt, men de skulle åter gå med i en dubbel helix igen på grund av sina band. På samma sätt kan värme få de två trådarna att separera eller "smälta". Men för att celler ska kunna dela sig måste DNA replikeras. Det betyder att det måste finnas ett sätt att separera DNA för att avslöja dess genetiska kod och göra nya kopior. Detta kallas replikering.
Jobbet med DNA-helikas
Före celldelning börjar DNA-replikering. Initiatorproteiner börjar rulla ut en del av den dubbla spiralen, nästan som en dragkedja som är uppackad. Enzymet som kan utföra detta jobb kallas ett DNA-helikas. Dessa DNA-helikaser packar upp DNA där det behöver syntetiseras. Helikaserna gör detta genom att bryta nukleotidbasparet vätebindningar som håller de två DNA-strängarna ihop. Det är en process som använder energin från adenosintrifosfatmolekyler (ATP), som driver alla celler. De enskilda trådarna får inte återvända till ett superspolat tillstånd. Faktum är att enzymet gyrase tränger in och slappnar av spiralen.
DNA-replikation
När basparen har avslöjats av DNA-helikaset kan de bara bindas med sina komplementära baser. Därför ger varje polynukleotidsträng en mall för en ny, komplementär sida. Vid denna punkt startar enzymet som kallas primas kickreplikation på ett kort segment eller primer.
Vid primersegmentet polymeriserar enzymet DNA-polymeras den ursprungliga DNA-strängen. Det fungerar i området där DNA rullas upp, kallas replikeringsgaffeln. Nukleotiderna polymeriseras med början vid ena änden av nukleotidkedjan, och syntesen fortskrider endast i en riktning av strängen (den "ledande" strängen). Nya nukleotider ansluter sig till de avslöjade baserna. Adenin (A) förenas med tymin (T) och cytosin (C) förenas med guanin (G). För den andra strängen kan endast korta bitar syntetiseras, och dessa kallas Okazaki-fragment. Enzymet DNA-ligas går in i och kompletterar den "efterblivande" strängen. Enzymer "korrekturläser" det replikerade DNA: t och tar bort 99 procent av eventuella fel. De nya DNA-trådarna innehåller samma information som modersträngen. Detta är en anmärkningsvärd process som ständigt förekommer i många miljoner celler.
På grund av dess starka bindning och stabilitet kan DNA inte bara bryta isär på egen hand utan snarare bevarar genetisk information som ska föras vidare till nya celler och ättlingar. Det högeffektiva enzymhelikaset gör det möjligt att bryta isär den enormt lindade DNA-molekylen så att livet kan fortsätta.