Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Nevoia de a separa catenele de ADN
- Jobul ADN Helicazei
- Replicarea ADN-ului
Acidul dezoxiribonucleic (ADN) este molecula de dublă helixă extrem de stabilă, care cuprinde materialul genetic al vieții. Motivul pentru care ADN-ul este atât de stabil este că este format din două fire complementare și bazele care le leagă. Structura ADN-ului răsucit provine din grupările fosfat de zahăr unite de legături covalente puternice și mii de legături mai mici de hidrogen care se alătură perechilor de bază nucleotidă de adenină și timină, respectiv citozină și guanină.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Enzima helicază poate separa molecula de dublă helixă de ADN legată strâns, permițând replicarea ADN-ului.
Nevoia de a separa catenele de ADN
Aceste șiruri de legături strânse pot fi distruse fizic, dar s-ar reîntoarce din nou într-o dublă helix datorită legăturilor lor. În mod similar, căldura poate provoca separarea sau „topirea” celor două fire, dar pentru ca celulele să se împartă, ADN-ul trebuie replicat. Aceasta înseamnă că trebuie să existe o modalitate de separare a ADN-ului pentru a dezvălui codul genetic și de a face copii noi. Aceasta se numește replicare.
Jobul ADN Helicazei
Înainte de divizarea celulară, începe replicarea ADN-ului. Proteinele inițiator încep să desfășoare o parte a dublei eliciuri, aproape ca un fermoar să fie decupat. Enzima care poate îndeplini această meserie se numește elicază ADN. Aceste helicaze ADN decupla ADN-ul unde trebuie sintetizat. Elicazele fac acest lucru prin ruperea legăturilor de hidrogen cu pereche de baze nucleotide care mențin cele două șiruri de ADN împreună. Este un proces care utilizează energia moleculelor de adenozin trifosfat (ATP), care alimentează toate celulele. Catenele unice nu au voie să revină la o stare suprapusă. De fapt, enzima girasa intră și relaxează helixul.
Replicarea ADN-ului
Odată ce perechile de baze sunt dezvăluite de ADN helicasa, acestea nu se pot lega decât cu bazele lor complementare. Prin urmare, fiecare catenă polinucleotidă oferă un șablon pentru o latură nouă, complementară. În acest moment, enzima cunoscută sub denumirea de replica primstickstarts pe un segment scurt sau primer.
La segmentul de grund, enzima ADN polimeraza polimerizează catena originală a ADN-ului. Funcționează în zona în care ADN-ul se desfășoară, numit furculita de replicare. Nucleotidele sunt polimerizate începând de la un capăt al lanțului de nucleotide și sinteza se desfășoară într-o singură direcție a catenei (catena „conducătoare”). Noile nucleotide se alătură bazelor dezvăluite. Adenina (A) se unește cu timina (T), iar citozina (C) se unește cu guanina (G). Pentru celălalt fir, se pot sintetiza doar piese scurte, iar acestea se numesc fragmente Okazaki. Enzima ADN-ligază intră și completează catenele „rămase”. Enzimele „citesc corect” ADN-ul reprodus și elimină 99 la sută din eventualele erori găsite. Noile fire de ADN conțin aceleași informații ca și catenele părinte. Acesta este un proces remarcabil, care se produce constant în multe milioane de celule.
Din cauza legăturii și stabilității sale puternice, ADN-ul nu poate pur și simplu să se despartă de unul singur, ci păstrează mai degrabă informațiile genetice care să fie transmise noilor celule și descendenților. Elicasaza enzimatică extrem de eficientă face posibilă distrugerea moleculei de ADN extrem de înfășurate, astfel încât viața să poată continua.