Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Behovet for at adskille DNA-strenge
- Jobbet med DNA-helikase
- DNA-replikation
Deoxyribonukleinsyre (DNA) er det meget stabile, dobbelt helixmolekyle, der omfatter livets genetiske materiale. Årsagen til, at DNA er så stabilt, er, at det er lavet af to komplementære strenge og de baser, der forbinder dem. DNA's snoede struktur stammer fra sukkerfosfatgrupper, der er forbundet med stærke kovalente bindinger, og tusinder af svagere brintbindinger, der er forbundet med nukleotidbaseparene henholdsvis adenin og thymin og cytosin og guanin.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Enzymhelikase kan adskille det tæt bundne DNA-dobbelt helixmolekyle, hvilket muliggør replikation af DNA.
Behovet for at adskille DNA-strenge
Disse tæt bundne tråde kan fysisk trækkes fra hinanden, men de vil igen gå sammen i en dobbelt helix på grund af deres bindinger. På lignende måde kan varme få de to tråde til at adskille sig eller "smelte." Men for cellerne at dele sig, skal DNA replikeres. Dette betyder, at der skal være en måde at adskille DNA på for at afsløre dens genetiske kode og lave nye kopier. Dette kaldes replikation.
Jobbet med DNA-helikase
Før celledeling begynder DNA-replikation. Initiatorproteiner begynder at løsne en del af den dobbelte helix, næsten som en lynlås, der løsnes. Enzymet, der kan udføre dette job, kaldes en DNA-helikase. Disse DNA-helikaser pakker DNA'et ud, hvor det skal syntetiseres. Helikaserne gør dette ved at bryde nukleotidbaseparets brintbindinger, der holder de to DNA-tråde sammen. Det er en proces, der bruger energien fra adenosintrifosfat (ATP) molekyler, der driver alle celler. De enkelte strenge må ikke vende tilbage til en supercoiled tilstand. Faktisk trækker enzymet gyrase ind og slapper helixen af.
DNA-replikation
Når baseparene er afsløret af DNA-helikasen, kan de kun binde til deres komplementære baser. Derfor tilvejebringer hver polynukleotidstreng en skabelon til en ny, komplementær side. På dette tidspunkt starter enzymet kendt som primase kickstar replikation på et kort segment eller primer.
Ved primersegmentet polymeriserer enzymet DNA-polymerase den originale DNA-streng. Det fungerer i det område, hvor DNA afvikles, kaldet replikationsgaffel. Nukleotiderne polymeriseres ved at starte i den ene ende af nukleotidkæden, og syntesen forløber kun i en retning af strengen (den "førende" streng). Nye nukleotider slutter sig til de afslørede baser. Adenin (A) forbindes med thymin (T), og cytosin (C) forbindes med guanin (G). For den anden streng kan kun korte stykker syntetiseres, og disse kaldes Okazaki-fragmenter. Enzymet DNA-ligase trænger ind i og afslutter den "laggende" streng. Enzymer "korrekturlæser" det replikerede DNA og fjerner 99 procent af de fundne fejl. De nye DNA-strenge indeholder de samme oplysninger som den overordnede streng. Dette er en bemærkelsesværdig proces, der konstant forekommer i mange millioner celler.
På grund af sin stærke binding og stabilitet kan DNA ikke blot gå i stykker fra sig selv, men snarere bevare genetisk information til at blive videregivet til nye celler og efterkommere. Den meget effektive enzymhelikase gør det muligt at nedbryde det enormt opviklede DNA-molekyle, så livet kan fortsætte.