Hvad brækker man en dobbelt helix af DNA?

Deoxyribonukleinsyre (DNA) er det stærkt stabile, dobbelthelix-molekyle, der omfatter det genetiske materiale i livet. Grunden til, at DNA er så stabilt, er, at det er lavet af to komplementære tråde og de baser, der forbinder dem. DNA's snoet struktur stammer fra sukkerphosphatgrupper, der er forbundet med stærke kovalente bindinger, og tusindvis af svagere hydrogenbindinger, som slutter sig til nukleotidbasen par henholdsvis adenin og thymin, henholdsvis cytosin og guanin.

TL; DR (for længe ; Ikke læst)

Enzymehelicasen kan adskille det tætbundne DNA-dobbelthelixmolekyle, hvilket muliggør replikation af DNA.

Behovet for at adskille DNA-strande

Disse Tætsluttede tråde kan fysisk trækkes fra hinanden, men de vil igen tilslutte sig en dobbelt helix igen på grund af deres bindinger. På samme måde kan varme forårsage, at de to tråde adskilles eller "smelter". Men for at cellerne skal opdele, skal DNA replikeres. Det betyder, at der skal være en måde at adskille DNA til at afsløre sin genetiske kode og lave nye kopier. Dette kaldes replikation.

DNA-helikase-job

Før celledeling begynder DNA-replikation. Initiatorproteiner begynder at unfurl en del af dobbelthelikopteret, næsten som en lynlås, der udløses. Det enzym, der kan udføre dette job kaldes en DNA helikase. Disse DNA-helicaser pakker ud DNA'et, hvor det skal syntetiseres. Helicaserne gør dette ved at bryde nukleotidbasepar-hydrogenbindingerne, der holder de to tråde af DNA sammen. Det er en proces, der bruger energien af ​​adenosintrifosfat (ATP) molekyler, som styrer alle celler. De enkelte tråde er ikke tilladt at vende tilbage til en supercoiled tilstand. Faktisk trænger enzymet gyrase ind i og slapper af helixen.

DNA-replikation

Når basisparene er afsløret af DNA-helikasen, kan de kun binde sammen med deres komplementære baser. Derfor tilvejebringer hver polynukleotidstreng en skabelon for en ny komplementær side. På dette tidspunkt kicker enzymet kendt som primase replikation på et kort segment eller primer.

Ved primer-segmentet polymeriserer enzymet DNA-polymerasen den oprindelige DNA-streng. Det virker på det område, hvor DNA afvikles, kaldet replikationsgaflen. Nukleotiderne polymeriseres ved at starte ved den ene ende af nukleotidkæden, og syntesen fortsætter i kun en retning af strengen (den "førende" streng). Nye nukleotider slutter sig til de afslørede baser. Adenin (A) forbinder med thymin (T), og cytosin (C) forbinder med guanin (G). For den anden streng kan kun korte stykker syntetiseres, og disse kaldes Okazaki-fragmenter. Enzyme-DNA-ligasen træder ind og fuldender den "bøjende" streng. Enzymer "korrekturlæser" det replikerede DNA og fjerner 99 procent af eventuelle fejl. De nye strenge af DNA indeholder de samme oplysninger som forældrenes streng. Dette er en bemærkelsesværdig proces, der konstant forekommer i mange millioner af celler.

På grund af sin stærke binding og stabilitet kan DNA ikke blot splitte fra hinanden alene, men bevarer snarere genetisk information, der skal videreføres til nye celler og efterkommere. Den meget effektive enzymhelicase gør det muligt at opdele det enormt spirede DNA-molekyle, så livet kan fortsætte.