Antiv3D/iStock/GettyImages
L’acido desossiribonucleico (DNA) è la molecola a doppia elica altamente stabile che trasporta il progetto genetico della vita. La sua stabilità deriva da due filamenti complementari collegati da robusti legami covalenti nello scheletro zucchero-fosfato e da migliaia di legami idrogeno tra le coppie di basi adenina-timina e citosina-guanina.
L'enzima elicasi rompe i legami idrogeno che tengono insieme i due filamenti, consentendo la replicazione del DNA.
Perché una cellula si divida, ogni cromosoma deve essere duplicato. Separare fisicamente i fili li farebbe ricompattare e il solo calore denaturerebbe la molecola. Pertanto le cellule si affidano a un meccanismo controllato e guidato dall'energia per svolgere la doppia elica ed esporre il codice genetico.
Prima della replicazione, le proteine iniziatrici aprono una piccola regione dell'elica, simile all'inizio di una cerniera. La DNA elicasi prende quindi il sopravvento, rompendo i legami idrogeno tra le basi complementari. Questo svolgimento consuma ATP, la valuta energetica universale della cellula. Una volta che i filamenti sono a filamento singolo, l'enzima girasi rilassa qualsiasi superavvolgimento che altrimenti impedirebbe un ulteriore svolgimento.
Dopo che l'elicasi ha esposto le basi, ogni singolo filamento funge da modello per un nuovo filamento complementare. La primasi deposita un breve primer di RNA sulla forca di replicazione, consentendo alla DNA polimerasi di aggiungere nucleotidi in una direzione 5'→3'. Il filamento principale viene sintetizzato continuamente, mentre il filamento ritardato è costituito da brevi frammenti di Okazaki che la DNA ligasi successivamente unisce. Gli enzimi di correzione di bozze correggono la maggior parte delle discrepanze, garantendo la fedeltà del genoma copiato.
A causa del suo forte legame, il DNA non si rompe spontaneamente; l'elicasi è essenziale per la sua separazione temporanea durante la replicazione, preservando l'integrità genetica per le generazioni successive.
