L'acido desossiribonucleico (DNA) è la molecola altamente stabile a doppia elica che comprende il materiale genetico della vita. Il motivo per cui il DNA è così stabile è che è composto da due filamenti complementari e dalle basi che li collegano. La struttura contorta del DNA deriva da gruppi di fosfato di zucchero uniti da forti legami covalenti e migliaia di legami idrogeno più deboli che si uniscono alle coppie di basi nucleotidiche di adenina e timina e citosina e guanina, rispettivamente.
TL; DR (Too Long ; Non letto)
L'enzima elicasi può separare la molecola a doppia elica del DNA strettamente legata, consentendo la replicazione del DNA.
La necessità di separare i filamenti di DNA
Questi filamenti strettamente legati possono essere separati fisicamente, ma si ricongiungerebbero di nuovo in una doppia elica a causa dei loro legami. Allo stesso modo, il calore può far separare o "fondere" i due filamenti. Ma affinché le cellule si dividano, il DNA deve essere replicato. Ciò significa che deve esserci un modo per separare il DNA per rivelare il suo codice genetico e fare nuove copie. Questo si chiama replicazione.
Il lavoro del DNA Helicase
Prima della divisione cellulare, inizia la replicazione del DNA. Le proteine dell'iniziatore iniziano a dispiegare parte della doppia elica, quasi come se una cerniera venisse aperta. L'enzima che può svolgere questo lavoro si chiama elicasi del DNA. Queste elicasi del DNA decomprimono il DNA dove deve essere sintetizzato. Le elicasi lo fanno rompendo i legami idrogeno della coppia base nucleotidica che tengono insieme i due filamenti di DNA. È un processo che utilizza l'energia delle molecole di adenosina trifosfato (ATP), che alimentano tutte le cellule. I singoli fili non sono autorizzati a ritornare in uno stato di superavvolgimento. Infatti, l'enzima girasi interviene e rilassa l'elica.
Replica del DNA
Una volta che le coppie di basi sono state rivelate dall'elicasi del DNA, possono legarsi solo con le loro basi complementari. Pertanto, ciascun filamento di polinucleotidi fornisce un modello per un nuovo lato complementare. A questo punto, l'enzima noto come primasi avvia la replicazione su un segmento corto o primer.
Nel segmento di primer, l'enzima DNA polimerasi polimerizza il filamento di DNA originale. Funziona nell'area in cui il DNA si sta svolgendo, chiamato fork di replica. I nucleotidi sono polimerizzati a partire da un'estremità della catena nucleotidica e la sintesi procede in una sola direzione del filo (il filo "principale"). Nuovi nucleotidi si uniscono alle basi rivelate. L'adenina (A) si unisce alla timina (T) e la citosina (C) si unisce alla guanina (G). Per l'altro filone, solo pezzi brevi possono essere sintetizzati, e questi sono chiamati frammenti di Okazaki. L'enzima DNA ligasi entra e completa il filamento "in ritardo". Gli enzimi "correggono" il DNA replicato e rimuovono il 99 percento di tutti gli errori rilevati. I nuovi filamenti di DNA contengono le stesse informazioni del filamento genitore. Questo è un processo straordinario, che si verifica costantemente in molti milioni di cellule.
A causa del suo forte legame e stabilità, il DNA non può semplicemente rompersi da solo, ma conserva piuttosto le informazioni genetiche da trasmettere a nuove cellule e discendenti. L'elicasi enzimatica altamente efficiente rende possibile la separazione della molecola di DNA tremendamente arrotolata, in modo che la vita possa continuare.
