กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) เป็นโมเลกุลเกลียวคู่ที่มีความเสถียรสูง ซึ่งประกอบด้วยสารพันธุกรรมของชีวิต เหตุผลที่ดีเอ็นเอมีความเสถียรมากคือมันประกอบด้วยเส้นใยสองเส้นและฐานที่เชื่อมต่อกัน โครงสร้างบิดของ DNA เกิดขึ้นจากกลุ่มน้ำตาลฟอสเฟตที่เชื่อมกันด้วยพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแรงและ พันธะไฮโดรเจนที่อ่อนแอกว่าซึ่งรวมคู่เบสของนิวคลีโอไทด์ของอะดีนีนและไทมีน และไซโตซีนและกวานีน ตามลำดับ
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
เอ็นไซม์เฮลิเคสสามารถแยกโมเลกุลดีเอ็นเอเกลียวคู่ที่มีพันธะอย่างแน่นหนา เพื่อให้สามารถจำลองดีเอ็นเอได้
ความจำเป็นในการแยกสายดีเอ็นเอ
เกลียวที่มัดแน่นเหล่านี้สามารถดึงออกจากกันได้ แต่พวกมันจะกลับรวมเป็นเกลียวคู่อีกครั้งเนื่องจากพันธะของพวกมัน ในทำนองเดียวกัน ความร้อนสามารถทำให้เส้นใยทั้งสองแยกจากกันหรือ "หลอมละลาย" แต่เพื่อให้เซลล์แบ่งตัว จำเป็นต้องจำลองดีเอ็นเอ ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องมีวิธีการแยก DNA เพื่อเปิดเผยรหัสพันธุกรรมและทำสำเนาใหม่ สิ่งนี้เรียกว่าการจำลองแบบ
งานของ DNA Helicase
ก่อนการแบ่งเซลล์ การจำลองดีเอ็นเอจะเริ่มต้นขึ้น โปรตีนของผู้ริเริ่มเริ่มคลี่ส่วนของเกลียวคู่ออก เกือบจะเหมือนกับการคลายซิป เอ็นไซม์ที่ทำหน้าที่นี้เรียกว่า DNA helicase DNA helicases เหล่านี้คลายซิป DNA ในตำแหน่งที่ต้องการสังเคราะห์ เฮลิเคสทำได้โดยการทำลายพันธะไฮโดรเจนคู่เบสของนิวคลีโอไทด์ที่ยึด DNA สองสายไว้ด้วยกัน เป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานของโมเลกุลอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) ซึ่งให้พลังงานแก่เซลล์ทั้งหมด เกลียวเดี่ยวไม่ได้รับอนุญาตให้กลับสู่สถานะซุปเปอร์คอยล์ อันที่จริง เอนไซม์ไจราสเข้าไปและคลายเกลียวเกลียว
การจำลองดีเอ็นเอ
เมื่อคู่เบสถูกเปิดเผยโดย DNA helicase พวกมันสามารถผูกมัดกับเบสเสริมเท่านั้น ดังนั้นแต่ละสายของพอลินิวคลีโอไทด์จึงมีเทมเพลตสำหรับด้านใหม่ที่เสริมกัน ณ จุดนี้ เอ็นไซม์ที่เรียกว่า primase kickstart replication ในส่วนสั้น ๆ หรือไพรเมอร์
ที่ส่วนไพรเมอร์ เอ็นไซม์ DNA polymerase จะทำปฏิกิริยากับสาย DNA เดิม มันทำงานในบริเวณที่ดีเอ็นเอคลี่คลาย เรียกว่าส้อมจำลอง นิวคลีโอไทด์ถูกโพลีเมอไรซ์โดยเริ่มต้นที่ปลายด้านหนึ่งของสายโซ่นิวคลีโอไทด์ และการสังเคราะห์ดำเนินไปในทิศทางเดียวเท่านั้นของเกลียว นิวคลีโอไทด์ใหม่เข้าร่วมกับฐานที่เปิดเผย อะดีนีน (A) รวมกับไทมีน (T) และไซโตซีน (C) รวมกับกัวนีน (G) สำหรับเกลียวอื่น ๆ สามารถสังเคราะห์ได้เพียงชิ้นสั้น ๆ และสิ่งเหล่านี้เรียกว่าชิ้นส่วนของโอกาซากิ เอ็นไซม์ DNA ligase เข้าไปและเติมเต็มเส้นที่ "ล้าหลัง" เอ็นไซม์ “ตรวจทาน” DNA ที่จำลองแบบแล้วกำจัด 99 เปอร์เซ็นต์ของข้อผิดพลาดที่พบ DNA สายใหม่มีข้อมูลเดียวกันกับสายหลัก นี่เป็นกระบวนการที่น่าทึ่ง ซึ่งเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในเซลล์หลายล้านเซลล์
เนื่องจากพันธะที่แข็งแรงและความเสถียร DNA จึงไม่อาจแยกออกจากกันได้เพียงลำพัง แต่จะเก็บข้อมูลทางพันธุกรรมไว้เพื่อส่งต่อไปยังเซลล์ใหม่และลูกหลาน เอ็นไซม์เฮลิเคสที่มีประสิทธิภาพสูงทำให้สามารถแยกโมเลกุลดีเอ็นเอที่ขดอย่างมหาศาลออกจากกัน เพื่อให้ชีวิตดำเนินต่อไปได้