เอนไซม์ที่กระตุ้นการสร้างโมเลกุลดีเอ็นเอ

โมเลกุลของ DNA คือการศึกษาความเรียบง่ายที่ซับซ้อน โมเลกุลนี้มีความสำคัญต่อการสร้างโปรตีนที่มีอิทธิพลต่อร่างกายเกือบทุกด้าน แต่มีเพียงไม่กี่โครงสร้างที่สร้างโครงสร้างเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ ในการจำลองแบบของ DNA เกลียวจะแยกออกเป็นสองโมเลกุลใหม่ แม้ว่าเอ็นไซม์ตัวหนึ่งจะเร่งกระบวนการจำลองแบบ เอ็นไซม์อื่นๆ ก็มีบทบาทในการก่อตัวของโมเลกุลดีเอ็นเอใหม่

เอนไซม์ที่กระตุ้นการจำลองดีเอ็นเอเรียกว่า DNA polymerase ก่อนที่ DNA polymerase จะเริ่มทำงานได้ จะต้องพบจุดเริ่มต้นสำหรับการจำลองแบบ และต้องแยกเกลียวคู่ออกจากกันและคลายออก เอ็นไซม์เฮลิเคสทำหน้าที่ทั้งสองนี้ เอนไซม์เฮลิเคสพบจุดบนโมเลกุลดีเอ็นเอที่เรียกว่าต้นกำเนิดของการจำลองแบบและคลายซิปเกลียว เอ็นไซม์ DNA polymerase สามารถจับกับครึ่งเกลียวเปิดได้ เมื่อ DNA polymerase เริ่มทำงาน เฮลิเคสจะเคลื่อนลงมาตามเส้นใยเพื่อคลายซิปโมเลกุลในขณะที่มันทำงาน

ขั้นบันไดของ DNA ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์คู่หนึ่ง อะดีนีนจับคู่กับไทมีน ในขณะที่กัวนีนจับคู่กับไซโตซีน เมื่อเกลียวเปิดเกลียวคู่เหล่านี้จะถูกแยกออก ในการสร้างโมเลกุล DNA ใหม่ จะต้องสร้างคู่ใหม่สำหรับเส้น DNA polymerase เคลื่อนที่ไปตามเกลียวเปิดโดยเพิ่มนิวคลีโอไทด์ใหม่เข้าไป อะดีนีนแต่ละตัวบนเกลียวเก่าจะได้รับไทมีนใหม่ กวานีนเก่าแต่ละตัวจะได้รับไซโตซีนใหม่และในทางกลับกัน

DNA polymerase อาจได้รับความสนใจส่วนใหญ่ในการจำลองแบบของ DNA แต่ถ้าไม่มีเอ็นไซม์อีกสองตัว สายเปิดของ DNA จะสูญเสียโครงสร้างไป เมื่อเฮลิเคสแยกโมเลกุลของดีเอ็นเอ เกลียวนั้นมีความเสี่ยงที่จะถูกหักกลับเป็นขดลวดที่แน่น เพื่อป้องกันไม่ให้เกลียวพันกันซึ่งนอตจะหยุดกระบวนการจำลองแบบ โทโพไอโซเมอเรสทำงานเพื่อให้เกลียวตรง DNA polymerase ยังต้องการความช่วยเหลือเล็กน้อยในการหาจุดเริ่มต้น อันที่จริง มันไม่สามารถหาไซต์งานได้หากปราศจากความช่วยเหลือจากไพรเมส ดีเอ็นเอโพลีเมอเรสไม่รู้จักที่มาของการจำลองแบบจนกว่าไพรเมสจะจับกับจุดเริ่มต้นและสร้างไพรเมอร์ที่มีนิวคลีโอไทด์แปดถึง 10 ตัว เมื่อ DNA polymerase พบไพรเมอร์ที่สร้างโดยไพรเมส ก็เริ่มงานได้

DNA polymerase ทำงานได้อย่างราบรื่นในทิศทางหนึ่งของการจำลองแบบ แต่ทำงานได้ไม่ดีในอีกทิศทางหนึ่ง และต้องการเอนไซม์อื่นเพื่อชดเชยสิ่งนี้ โมเลกุล DNA ใหม่จะเป็นสายแข็งของนิวคลีโอไทด์ใหม่ แต่ในอีกสายหนึ่ง เกลียว นิวคลีโอไทด์ใหม่ถูกสร้างขึ้นในส่วนสั้น ๆ โดยมีไพรเมอร์อยู่ที่จุดเริ่มต้นของแต่ละส่วน ส่วน ส่วนเหล่านี้เรียกว่าชิ้นส่วนของ Okazaki และต้องใช้เอนไซม์ ligase เพื่อรวมเข้าด้วยกัน