Innehåll
- TL; DR (för lång; läste inte)
- Behovet av att separera DNA-strängar
- The Job of DNA Helicase
- DNA-replikation
Deoxyribonukleic Acid (DNA) är den mycket stabila, dubbla helixmolekylen som innehåller livets genetiska material. Anledningen till att DNA är så stabilt är att det är tillverkat av två komplementära strängar och baserna som förbinder dem. DNA: s vridna struktur uppstår från sockerfosfatgrupper förenade med starka kovalenta bindningar och tusentals svagare vätebindningar som sammanfogar nukleotidbasparna adenin och tymin respektive cytosin och guanin.
TL; DR (för lång; läste inte)
Enzymhelikaset kan separera den tätt bundna DNA-dubbla helixmolekylen, vilket möjliggör replikering av DNA.
Behovet av att separera DNA-strängar
Dessa tätt bundna trådar kan fysiskt dras isär, men de skulle åter gå samman till en dubbel spiral igen på grund av deras bindningar. På samma sätt kan värme få de två trådarna att separera eller "smälta." Men för att celler ska delas måste DNA replikeras. Det betyder att det måste finnas ett sätt att separera DNA för att avslöja dess genetiska kod och göra nya kopior. Detta kallas replikering.
The Job of DNA Helicase
Innan celldelningen börjar DNA-replikering. Initiatorproteiner börjar ta bort en del av den dubbla helixen, nästan som att en dragkedja lossas. Enzymet som kan utföra detta jobb kallas ett DNA-helikas. Dessa DNA-helikaser packar upp DNA där det behöver syntetiseras. Helikaserna gör detta genom att bryta nukleotidbasparets vätebindningar som håller de två DNA-strängarna samman. Det är en process som använder energin från adenosintrifosfat (ATP) molekyler, som driver alla celler. De enstaka strängarna får inte återvända till ett superbockat tillstånd. Faktum är att enzymet gyras går in och slappnar av spiralen.
DNA-replikation
När basparna har avslöjats av DNA-helikaset kan de bara binda med sina komplementära baser. Därför ger varje polynukleotidsträng en mall för en ny, komplementär sida. Vid denna punkt startar enzymet känt som primas kickstarter-replikation på ett kort segment eller primer.
Vid primersegmentet polymeriserar enzymet DNA-polymeras den ursprungliga DNA-strängen. Det fungerar i det område där DNA avrullas, kallad replikationsgaffel. Nukleotiderna polymeriseras med början i ena änden av nukleotidkedjan och syntesen fortsätter endast i en riktning av strängen (den "ledande" strängen). Nya nukleotider går med i de avslöjade baserna. Adenin (A) förenas med tymin (T) och cytosin (C) förenas med guanin (G). För den andra strängen kan endast korta bitar syntetiseras, och dessa kallas Okazaki-fragment. Enzymet DNA-ligas kommer in och fullbordar den "släpande" strängen. Enzymer “korrekturläser” det replikerade DNA och tar bort 99 procent av eventuella fel. De nya DNA-strängarna innehåller samma information som modersträngen. Detta är en anmärkningsvärd process som konstant förekommer i många miljoner celler.
På grund av dess starka bindning och stabilitet kan DNA inte helt enkelt bryta isär på egen hand, utan snarare bevara genetisk information som vidarebefordras till nya celler och ättlingar. Det mycket effektiva enzymhelikaset gör det möjligt att bryta isär den enormt spiralformade DNA-molekylen så att livet kan fortsätta.