Περιεχόμενο
Ένα μόριο DNA είναι μια μελέτη σύνθετης απλότητας. Αυτό το μόριο είναι ζωτικής σημασίας για τη δημιουργία πρωτεϊνών που επηρεάζουν σχεδόν κάθε πτυχή του σώματός σας, αλλά μόνο μια χούφτα δομικών λίθων αποτελούν τη δομή διπλής έλικας του DNA. Στην αντιγραφή του DNA, η έλικα χωρίζεται για να σχηματίσει δύο νέα μόρια. Αν και ένα ένζυμο καταλύει τη διαδικασία αντιγραφής, πολλά άλλα ένζυμα παίζουν επίσης ρόλο στον σχηματισμό ενός νέου μορίου ϋΝΑ.
Ξεκινώντας
Το ένζυμο που καταλύει τον αναδιπλασιασμό DNA ονομάζεται DNA πολυμεράση. Πριν από την έναρξη της εργασίας του DNA πολυμεράσης, πρέπει να βρεθεί ένα σημείο εκκίνησης για την αντιγραφή και η διπλή έλικα πρέπει να χωριστεί και να ξετυλιχθεί. Το ένζυμο ελικάση εκτελεί και τα δύο αυτά καθήκοντα. Το ένζυμο ελικάσης βρίσκει μια κηλίδα στο μόριο ϋΝΑ που ονομάζεται προέλευση του αναδιπλασιασμού και αποσυνδέει τον κλώνο. Τα ένζυμα ϋΝΑ πολυμεράσης μπορούν στη συνέχεια να προσδεθούν στους ανοικτούς μισούς κλώνους. Μόλις αρχίσει να δουλεύει η ϋΝΑ πολυμεράση, η ελικάση συνεχίζει να κινείται προς τα κάτω από το σκέλος αποσυνδέοντας το μόριο καθώς πηγαίνει.
Αντιστοίχιση
Τα σκαλοπάτια της σκάλας του DNA αποτελούνται από ζεύγη νουκλεοτιδίων. Η αδενίνη ζεύγη με θυμίνη, ενώ τα ζευγάρια γουανίνης με κυτοσίνη. Όταν η ελίκάση ανοίγει τους κλώνους, τα ζεύγη αυτά χωρίζονται. Για να σχηματίσουν ένα νέο μόριο ϋΝΑ, πρέπει να γίνουν νέα ζεύγη για τους κλώνους. Η DNA πολυμεράση ταξιδεύει κατά μήκος των ανοιχτών κλώνων προσθέτοντας νέα νουκλεοτίδια καθώς πηγαίνει. Κάθε αδενίνη στο παλιό σκέλος θα πάρει μια νέα θυμίνη, κάθε γκουανίνη θα πάρει μια νέα κυτοσίνη, και αντίστροφα.
Εργασία καλά με άλλους
Η ϋΝΑ πολυμεράση μπορεί να πάρει το μεγαλύτερο μέρος της προσοχής στην αντιγραφή του DNA, αλλά χωρίς δύο άλλα ένζυμα, οι ανοικτές αλυσίδες του DNA θα χάσουν τη δομή τους. Όταν η ελικάση διασπά το μόριο του DNA, ο κλώνος κινδυνεύει να σπάσει πίσω σε ένα σφιχτό πηνίο. Προκειμένου να αποφευχθεί η ύπαρξη κλώνων των οποίων οι κόμποι θα σταματούσαν τη διαδικασία αντιγραφής, η τοποϊσομεράση λειτουργεί για να διατηρεί τα κλώσματα ευθεία. Η DNA πολυμεράση χρειάζεται επίσης λίγη βοήθεια για να βρει πού να ξεκινήσει. Στην πραγματικότητα, δεν μπορεί να βρει τη δουλειά του χωρίς τη βοήθεια του primase. Η επίχριση ϋΝΑ πολυμεράσης αναγνωρίζει την αρχή της αντιγραφής μέχρις ότου η πριμάση συνδεθεί με το σημείο έναρξης και κάνει έναν εναρκτήρα οκτώ έως δέκα νουκλεοτιδίων. Μόλις η πολυμεράση ϋΝΑ εντοπίσει το αστάρι που δημιουργείται από την πριμάση, μπορεί να αρχίσει η εργασία.
Σύνδεση προς τα επάνω
Η ϋΝΑ πολυμεράση λειτουργεί ομαλά σε μία κατεύθυνση αντιγραφής, αλλά όχι και προς την άλλη κατεύθυνση και χρειάζεται ένα άλλο ένζυμο για να αντισταθμίσει αυτό. Κατά μήκος ενός κλώνου, το νέο ϋΝΑ μόριο θα είναι μια συμπαγής σειρά νέων νουκλεοτιδίων, αλλά στον άλλο κλώνο, τα νέα νουκλεοτίδια δημιουργούνται σε σύντομα τμήματα με εναρκτήρα στην αρχή κάθε τμήματος. Αυτά τα τμήματα ονομάζονται θραύσματα Okazaki και απαιτούν την ένζυμο λιγάση να τα ενώσει μαζί.