Deoksiribonükleik Asit (DNA), yaşamın genetik materyalini oluşturan son derece kararlı, çift sarmal moleküldür. DNA'nın bu kadar kararlı olmasının nedeni, birbirini tamamlayan iki iplikten ve onları birbirine bağlayan bazlardan oluşmasıdır. DNA'nın bükülmüş yapısı, güçlü kovalent bağlarla birleştirilen şeker fosfat gruplarından ve binlerce adenin ve timin ile sitozin ve guaninin nükleotid baz çiftlerini birleştiren daha zayıf hidrojen bağları, sırasıyla.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Helikaz enzimi, sıkıca bağlı DNA çift sarmal molekülünü ayırarak DNA'nın replikasyonuna izin verebilir.
DNA Tellerini Ayrıştırma İhtiyacı
Bu sıkıca bağlı teller fiziksel olarak ayrılabilir, ancak bağları nedeniyle tekrar çift sarmal halinde birleşirler. Benzer şekilde, ısı iki ipliğin ayrılmasına veya “erimesine” neden olabilir. Ancak hücrelerin bölünebilmesi için DNA'nın eşlenmesi gerekir. Bu, genetik kodunu ortaya çıkarmak ve yeni kopyalar yapmak için DNA'yı ayırmanın bir yolu olması gerektiği anlamına gelir. Buna replikasyon denir.
DNA Helikazının İşi
Hücre bölünmesinden önce DNA replikasyonu başlar. Başlatıcı proteinler, neredeyse fermuarın açılması gibi çift sarmalın bir kısmını açmaya başlar. Bu işi yapabilen enzime DNA helikaz denir. Bu DNA sarmalları, DNA'yı sentezlenmesi gereken yerde açar. Helikazlar bunu, iki DNA zincirini bir arada tutan nükleotid baz çifti hidrojen bağlarını kırarak yapar. Tüm hücrelere güç sağlayan adenozin trifosfat (ATP) moleküllerinin enerjisini kullanan bir süreçtir. Tek iplikçiklerin süper sargılı bir duruma dönmesine izin verilmez. Aslında giraz enzimi devreye girer ve sarmalı gevşetir.
DNA kopyalama
Baz çiftleri DNA sarmalı tarafından ortaya çıkarıldığında, sadece tamamlayıcı bazlarıyla bağ kurabilirler. Bu nedenle her bir polinükleotid zinciri, yeni, tamamlayıcı bir taraf için bir şablon sağlar. Bu noktada, primaz olarak bilinen enzim, kısa bir segment veya primer üzerinde replikasyonu başlatır.
Primer segmentinde, DNA polimeraz enzimi orijinal DNA zincirini polimerize eder. Çoğaltma çatalı adı verilen DNA'nın çözüldüğü alanda çalışır. Nükleotitler, nükleotid zincirinin bir ucundan başlayarak polimerize edilir ve sentez, zincirin yalnızca bir yönünde ("öncü" iplik) ilerler. Ortaya çıkan bazlara yeni nükleotidler katılır. Adenin (A) timin (T) ile, sitozin (C) guanin (G) ile birleşir. Diğer iplik için sadece kısa parçalar sentezlenebilir ve bunlara Okazaki parçaları denir. DNA ligaz enzimi “gecikmeli” zincire girer ve onu tamamlar. Enzimler, kopyalanan DNA'yı "düzenliyor" ve bulunan hataların yüzde 99'unu ortadan kaldırıyor. Yeni DNA dizileri, ana diziyle aynı bilgiyi içerir. Bu, milyonlarca hücrede sürekli olarak meydana gelen olağanüstü bir süreçtir.
Güçlü bağı ve kararlılığı nedeniyle, DNA kendi kendine kolayca parçalanamaz, bunun yerine yeni hücrelere ve torunlara aktarılmak üzere genetik bilgiyi korur. Son derece verimli enzim helikaz, yaşamın devam edebilmesi için muazzam derecede sarmal DNA molekülünün parçalanmasını mümkün kılar.