Vsebina
Deoksiribonukleinska kislina (DNA) je zelo stabilna molekula z dvojno vijačnico, ki obsega genetski material življenja. Razlog, da je DNK tako stabilen je, da je sestavljen iz dveh komplementarnih niti in podstavkov, ki ju povezujeta. Zvita struktura DNK izvira iz skupin sladkornih fosfatov, ki jih povezujejo močne kovalentne vezi, in na tisoče šibkejših vodikovih vezi, ki se pridružijo nukleotidnim parom adenina in timina ter citozina in gvanina.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Encim helikaza lahko loči tesno vezano molekulo dvojne vijake DNK, kar omogoča replikacijo DNK.
Potreba po ločevanju verig DNK
Te tesno vezane pramene je mogoče fizično razmakniti, vendar bi se zaradi svojih vezi spet združile v dvojno vijačnico. Podobno toplota lahko povzroči, da se dva sklopa ločita ali "stopita". Toda za delitev celic je treba DNK posnemati. To pomeni, da mora obstajati način ločevanja DNK, da se razkrije njegov genetski zapis in naredijo nove kopije. To se imenuje replikacija.
Zaposlitev DNA Helicase
Pred delitvijo celic se začne razmnoževanje DNK. Iniciatorske beljakovine začnejo odviti del dvojne vijačnice, skoraj tako, kot da je odpeta zadrga. Encim, ki lahko opravlja to delo, se imenuje DNA helikaza. Te DNA helikaze odvzamejo DNK tam, kjer ga je treba sintetizirati. Helikaze to storijo tako, da razbijejo nukleotidno bazno parno vodikovo vez, ki drži dva sklopa DNK skupaj. Gre za postopek, ki uporablja energijo molekul adenozin trifosfata (ATP), ki napajajo vse celice. Posameznih pramenov ni dovoljeno, da se vrnejo v prekrivno stanje. V resnici encim gyrase vstopi in sprosti vijačnico.
Podvajanje DNK
Ko bazne pare razkrije DNA helikaza, se lahko vežejo le s svojimi komplementarnimi bazami. Zato vsak polinukleotidni pramen ponuja predlogo za novo, komplementarno stran. Na tem mestu encim, znan kot primaza brcne, začne s kopičenjem na kratkem segmentu ali osnovnem premazu.
Na segmentu osnovnega premaza encimska DNA polimeraza polimerizira prvotno verigo DNK. Deluje na območju, kjer se odvija odvijanje DNK, imenovanem replikacijske vilice. Nukleotidi se polimerizirajo na enem koncu nukleotidne verige in sinteza poteka v samo eni smeri ("vodilni" niz). Odkrite baze se pridružijo novi nukleotidi. Adenin (A) se pridruži timinu (T), citozin (C) pa ganin (G). Pri drugem pramenu je mogoče sintetizirati le kratke koščke, ti pa se imenujejo fragmenti Okazaki. Encima ligaza encima vstopi in dopolni "zaostajajoči" sklop. Encimi "lektorirajo" ponovljeno DNK in odstranijo 99 odstotkov vseh najdenih napak. Novi prameni DNK vsebujejo enake podatke kot matični. To je izjemen proces, ki se nenehno pojavlja v mnogih milijonih celic.
Zaradi svoje močne vezi in stabilnosti se DNK ne more preprosto razgraditi sam, temveč ohranja genetske informacije, ki jih je treba posredovati novim celicam in potomcem. Izjemno učinkovita encimska helikaza omogoča razpad izjemno močne molekule DNK, tako da se življenje lahko nadaljuje.