Tartalom
- TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
- A DNS-szálak elválasztásának szükségessége
- A DNS Helikáz feladata
- DNS replikáció
A dezoxiribonukleinsav (DNS) az erősen stabil, kettős hélix molekula, amely az élet genetikai anyagát tartalmazza. A DNS annyira stabil, hogy két komplementer szálból és az őket összekötő bázisokból áll. A DNS sodrott szerkezete cukor-foszfát-csoportokból származik, amelyeket erős kovalens kötés köt össze, és ezer gyengébb hidrogénkötést hoz létre, amelyek csatlakoznak az adenin és a timin nukleotid bázispárjaihoz, illetve a citozinhoz és a guaninhoz.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
A helikáz enzim elválaszthatja a szorosan kötött DNS kettős spirál molekulát, lehetővé téve a DNS replikációját.
A DNS-szálak elválasztásának szükségessége
Ezeket a szorosan kötött szálakat fizikailag is elválaszthatják, de kötéseik miatt ismét kettős spirálhoz csatlakoznának. Hasonlóképpen, a hő a két szál elválasztását vagy „megolvadását” okozhatja. De ahhoz, hogy a sejtek megosszák, a DNS-t meg kell replikálni. Ez azt jelenti, hogy módszert kell választani a DNS elválasztására annak genetikai kódjának felfedésére és új másolatok készítésére. Ezt replikációnak nevezzük.
A DNS Helikáz feladata
A sejtosztódás előtt megkezdődik a DNS replikáció. Az iniciátorfehérjék elkezdik kibontakozni a kettős spirál egy részét, szinte úgy, mint egy cipzár kicsomagolása. Az enzimet, amely képes ezt a feladatot elvégezni, DNS-helikázzának nevezzük. Ezek a DNS-helikázok kibontják a DNS-t, ahol szintetizálni kell. A helikázok ezt úgy hajtják végre, hogy megbontják a nukleotid bázispár hidrogénkötéseket, amelyek együtt tartják a DNS két szálát. Ez egy olyan eljárás, amely az adenozin-trifoszfát (ATP) molekulák energiáját használja fel, amelyek minden sejtet táplálnak. Az egyes szálak nem mehetnek vissza a feltekercselt állapotba. Valójában a giráz enzim belép és ellazítja a hélixet.
DNS replikáció
Amint a bázispárokat a DNS-helikáz feltárja, csak egymással komplementer bázisokkal köthetnek. Ezért az egyes polinukleotid szálak sablonnal szolgálnak egy új, komplementer oldal számára. Ezen a ponton a primáz néven ismert enzim elindítja a replikációt egy rövid szegmensen, vagy primeren.
A primer szegmensben az enzim DNS-polimeráz polimerizálja az eredeti DNS-szálat. Olyan területen működik, ahol a DNS lazul, úgynevezett replikációs villának. A nukleotidokat a nukleotidlánc egyik végénél kezdve polimerizálják, és a szintézis a szálnak csak egy irányában halad (a „vezető” szál). Új nukleotidok csatlakoznak a feltárt bázisokhoz. Az Adenin (A) a timinnal (T), a (C) citozin és a guaninnal (G) kapcsolódik. A másik szál esetében csak rövid darabok állíthatók elő, ezeket Okazaki-fragmenseknek nevezzük. Az enzim DNS-ligáz belép és befejezi a „lemaradó” szálat. Az enzimek „leolvassák” a replikált DNS-t, és eltávolítsák a talált hibák 99 százalékát. Az új DNS szálak ugyanazt az információt tartalmazzák, mint a szülő szál. Ez egy figyelemre méltó folyamat, folyamatosan előfordul sok millió sejtben.
Erős kötődése és stabilitása miatt a DNS nem képes önmagában szétesni, hanem megőrzi a genetikai információt, hogy továbbadhassa az új sejtekhez és leszármazottakhoz. A rendkívül hatékony enzim-helikáz lehetővé teszi a rendkívül összetekercselt DNS-molekula szétesését, hogy az élet folytatódhasson.