Sadržaj
Deoksiribonukleinska kiselina (DNA) je visoko stabilna, dvostruka spiralna molekula koja sadrži genetski materijal života. Razlog zašto je DNK toliko stabilan je taj što je sastavljen od dva komplementarna niza i baza koje ih spajaju. DNA iskrivljena struktura potječe od skupina šećernih fosfata pridruženih jakim kovalentnim vezama, i tisuća slabijih vodikovih veza koje se spajaju u nukleotidne parove adenina i timina, te citozina i gvanina.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
Enzim helikaza može odvojiti usko povezanu molekulu dvostruke spirale DNK, omogućavajući replikaciju DNK.
Potreba za odvajanjem nizova DNK
Ove čvrsto vezane žice mogu se fizički razdvojiti, ali opet bi se spojile u dvostruku spiralu zbog svojih veza. Slično tome, toplina može uzrokovati da se dvije niti razdvoje ili "rastope". Ali, da bi se stanice podijelile, DNK treba replicirati. To znači da mora postojati način odvajanja DNK da bi se otkrio njegov genetski kod i izrada novih kopija. To se naziva replikacijom.
Posao DNA Helicase
Prije diobe stanica započinje replikacija DNA. Inicijatorski proteini počinju otkrivati dio dvostruke spirale, gotovo poput patentnog zatvarača. Enzim koji može obavljati ovaj posao naziva se DNA helikaza. Ove DNK helikaze otkopčavaju DNK tamo gdje je treba sintetizirati. Helikaze to čine prekidajući vodikove veze nukleotidnih para koji drže dvije niti DNK zajedno. To je proces koji koristi energiju molekula adenozin trifosfata (ATP), koji pokreću sve stanice. Pojedinačni pramenovi nisu dopušteni za vraćanje u super natopljeno stanje. Zapravo, enzim giraza stupa u olovku i opušta.
Replikacija DNA
Kad se osnovni parovi otkriju DNA helicazom, mogu se povezati samo sa svojim komplementarnim bazama. Stoga svaki polinukleotidni niz daje obrazac za novu, komplementarnu stranu. U ovom trenutku, enzim poznat kao primase kickstar započinje replikaciju na kratkom segmentu, ili primeru.
Na segmentu primera, enzim DNK polimeraza polimerizira izvorni lanac DNK. Djeluje na području gdje se odmotava DNK, a naziva se viljuška za replikaciju. Nukleotidi su polimerizirani počevši od jednog kraja nukleotidnog lanca, a sinteza se odvija u samo jednom smjeru ("vodeći" niz). Novi nukleotidi pridružuju se otkrivenim bazama. Adenin (A) se pridružuje timinu (T), a citozin (C) pridružuje se gvaninu (G). Za drugi niz mogu se sintetizirati samo kratki komadi, koji se nazivaju fragmenti Okazaki. Enzimska ligaza ulazi i završava niz koji zaostaje. Enzimi „lektiraju“ repliciranu DNK i uklanjaju 99 posto svih pronađenih pogrešaka. Novi lanci DNA sadrže iste podatke kao matični. Ovo je izvanredan proces, koji se neprestano događa u mnogim milijunima stanica.
Zbog snažnog vezivanja i stabilnosti, DNK se ne može jednostavno samostalno raspasti, već zadržava genetsku informaciju koju treba prenijeti na nove stanice i potomke. Visoko učinkovita enzim helikaza omogućava razbijanje snažno zavojite molekule DNK, tako da se život može nastaviti.