İçerik
Deoksiribonükleik Asit (DNA), yaşamın genetik materyalini içeren oldukça kararlı, çift sarmal bir moleküldür. DNA'nın bu kadar kararlı olmasının nedeni, iki tamamlayıcı iplikten ve onları birbirine bağlayan bazlardan oluşmasıdır. DNA’nın bükülmüş yapısı, güçlü kovalent bağların bir araya geldiği şeker fosfat gruplarından ve sırasıyla adenin ve timinin nükleotit baz çiftlerini ve sitozin ve guaninin birleştirildiği binlerce zayıf hidrojen bağından kaynaklanmaktadır.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Enzim helikaz, sıkıca bağlanmış DNA çift sarmal molekülünü ayırabilir ve DNA'nın çoğalmasına izin verir.
DNA Tellerini Ayırma İhtiyacı
Sıkıca bağlanmış bu iplikler fiziksel olarak ayrılabilir, ancak bağları nedeniyle tekrar bir çift sarmalda birleşirler. Benzer şekilde, ısı iki ipliğin ayrılmasına ya da “erimesine” neden olabilir. Fakat hücrelerin bölünmesi için DNA'nın kopyalanması gerekir. Bu, genetik kodunu ortaya çıkarmak ve yeni kopyalar çıkarmak için DNA'yı ayırmanın bir yolunun olması gerektiği anlamına gelir. Buna çoğaltma denir.
DNA Helikazının İşi
Hücre bölünmesinden önce, DNA replikasyonu başlar. Başlatıcı proteinler, neredeyse bir fermuarın açıldığı gibi, çift sarmalın parçasını açmaya başlar. Bu işi yapabilen enzime DNA helikaz adı verilir. Bu DNA sarmalları, sentezlenmesi gereken DNA'yı açar. Helikaslar bunu, iki DNA dizisini bir arada tutan nükleotid baz çifti hidrojen bağlarını kırarak yaparlar. Tüm hücrelere güç sağlayan adenozin trifosfat (ATP) moleküllerinin enerjisini kullanan bir işlemdir. Tek tellerin süper sarmal bir duruma dönmelerine izin verilmemektedir. Aslında, enzim gyrase, helis içerisine girer ve gevşetir.
DNA kopyalama
Baz çiftleri DNA sarmalınınca ortaya çıkarıldığında, sadece tamamlayıcı bazlarıyla bağlanabilirler. Bu nedenle, her polinükleotit zinciri, yeni, tamamlayıcı bir taraf için bir şablon sağlar. Bu noktada, primaz olarak bilinen enzim, kısa segmentte veya primerde replikasyonu başlatır.
Primer segmentinde, DNA polimeraz enzimi orijinal DNA zincirini polimerize eder. Çoğaltma çatalı adı verilen DNA'nın çözüldüğü alanda çalışır. Nükleotitler, nükleotit zincirinin bir ucundan başlayarak polimerize edilir ve sentez, iplikçikten sadece bir yönde ilerler ("öncü" iplikçik). Yeni nükleotidler açığa çıkan bazları birleştirir. Adenin (A), timin (T) ile, sitozin (C) guanin (G) ile birleşir. Diğer iplikçik için, sadece kısa parçalar sentezlenebilir ve bunlara Okazaki parçaları denir. Enzim DNA ligazı, “geciken” iplikçik girer ve tamamlar. Enzimler, kopyalanan DNA'yı “prova” dır ve bulunan hataların yüzde 99'unu giderir. Yeni DNA iplikçikleri, ana iplikçikle aynı bilgileri içerir. Bu, milyonlarca hücrede sürekli olarak meydana gelen olağanüstü bir süreçtir.
Güçlü bağlanması ve kararlılığı nedeniyle, DNA basitçe kendi başına parçalanamaz, fakat yeni hücrelere ve soydaşlara aktarılacak genetik bilgiyi korur. Yüksek verimli enzim helisazı, devasa sarılmış DNA molekülünün parçalanmasını mümkün kılar, böylece yaşam devam edebilir.