Молекула ДНК - це дослідження складної простоти. Ця молекула життєво необхідна для створення білків, які впливають майже на всі аспекти вашого тіла, але лише кілька будівельних блоків складають структуру подвійної спіралі ДНК. При реплікації ДНК спіраль розпадається, утворюючи дві нові молекули. Хоча один фермент каталізує процес реплікації, кілька інших ферментів також відіграють роль у формуванні нової молекули ДНК.
Починаємо
Фермент, який каталізує реплікацію ДНК, називається ДНК-полімераза. Перш ніж ДНК-полімераза зможе розпочати свою роботу, слід знайти вихідну точку для реплікації, а подвійну спіраль розділити та розмотати. Обидва ці завдання виконує фермент геліказа. Фермент гелікази знаходить пляму на молекулі ДНК, яка називається початком реплікації, і розпаковує ланцюг. Потім ферменти ДНК-полімерази можуть зв’язуватися з відкритими напівцепами. Як тільки ДНК-полімераза починає діяти, геліказа продовжує рухатися по нитці, розпаковуючи молекулу, коли рухається.
Сполучення
Сходинки драбини ДНК складаються з пар нуклеотидів. Аденін поєднується з тиміном, тоді як гуанін - з цитозином. Коли геліказа відкриває нитки, ці пари розщеплюються. Щоб утворити нову молекулу ДНК, для ланцюгів потрібно створити нові пари. ДНК-полімераза подорожує по відкритих ланцюгах, додаючи нові нуклеотиди по ходу. Кожен аденин на старій нитці отримає новий тимін, кожен старий гуанін - новий цитозин, і навпаки.
Гарна робота з іншими
ДНК-полімераза може привернути більшу увагу при реплікації ДНК, але без двох інших ферментів відкриті нитки ДНК втратять свою структуру. Коли геліказа розщеплює молекулу ДНК, нитка ризикує повернутися назад у щільну котушку. Щоб нитки не переплуталися, вузли яких зупинять процес реплікації, топоізомераза працює, щоб тримати нитки прямими. ДНК-полімераза також потребує невеликої допомоги, щоб знайти, з чого почати. Насправді він не може знайти своє місце роботи без допомоги primase. ДНК-полімераза не може розпізнати походження реплікації, поки примаза не зв’яжеться з вихідною точкою і не створить праймер з восьми до 10 нуклеотидів. Як тільки ДНК-полімераза знайде праймер, виготовлений примазою, робота може розпочатися.
Приєднання
ДНК-полімераза працює плавно в одному напрямку реплікації, але не так добре в іншому напрямку, і для її компенсації потрібен інший фермент. Уздовж одного ланцюга нова молекула ДНК буде суцільною ниткою нових нуклеотидів, але з іншого ланцюга, нові нуклеотиди створюються короткими сегментами з праймером на початку кожного сегмент. Ці сегменти називаються фрагментами Оказакі і потребують з’єднання ферменту лігази.