O ácido desoxirribonucleico (DNA) é a molécula de dupla hélice altamente estável que compreende o material genético da vida. A razão pela qual o DNA é tão estável é que ele é feito de duas cadeias complementares e as bases que as conectam. A estrutura torcida do DNA origina-se de grupos de fosfato de açúcar unidos por fortes ligações covalentes e milhares de pontes de hidrogênio mais fracas que se juntam aos pares de bases nucleotídicas de adenina e timina e citosina e guanina, respectivamente.
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A enzima helicase pode separar a molécula de dupla hélice de DNA fortemente ligada, permitindo a replicação do DNA.
A necessidade de separar cadeias de DNA
cordões bem presos podem ser fisicamente separados, mas eles se juntariam novamente a uma dupla hélice devido a suas ligações. Da mesma forma, o calor pode fazer com que os dois filamentos se separem ou "se dissolvam". Mas, para que as células se dividam, o DNA precisa ser replicado. Isso significa que precisa haver uma maneira de separar o DNA para revelar seu código genético e fazer novas cópias. Isso é chamado de replicação.
O trabalho do DNA Helicase
Antes da divisão celular, a replicação do DNA começa. As proteínas iniciadoras começam a desdobrar parte da dupla hélice, quase como um zíper sendo descompactado. A enzima que pode realizar esse trabalho é chamada de DNA helicase. Essas helicases de DNA descompactam o DNA onde ele precisa ser sintetizado. As helicases fazem isso quebrando as ligações de hidrogênio do par de bases de nucleotídeos que mantêm juntos os dois filamentos de DNA. É um processo que usa a energia das moléculas de trifosfato de adenosina (ATP), que alimentam todas as células. As cadeias simples não podem retornar a um estado superenrolado. De fato, a enzima girase entra e relaxa a hélice.
Replicação do DNA
Uma vez que os pares de bases são revelados pela helicase do DNA, eles só podem se ligar às suas bases complementares. Portanto, cada filamento polinucleotídico fornece um modelo para um novo lado complementar. Neste ponto, a enzima conhecida como primase kickstarts replicação em um curto segmento, ou primer.
No segmento de primer, a enzima DNA polimerase polimeriza a cadeia de DNA original. Ele funciona na área onde o DNA está se desenrolando, chamado de garfo de replicação. Os nucleotídeos são polimerizados começando em uma extremidade da cadeia de nucleotídeos, e a síntese prossegue em apenas uma direção da cadeia (a cadeia "líder"). Novos nucleotídeos se unem às bases reveladas. A adenina (A) se une à timina (T) e a citosina (C) se une à guanina (G). Para a outra vertente, apenas peças curtas podem ser sintetizadas, e estas são chamadas de fragmentos de Okazaki. A enzima DNA ligase entra e completa a cadeia "retardada". As enzimas “revisam” o DNA replicado e removem 99% dos erros encontrados. As novas cadeias de DNA contêm as mesmas informações que a cadeia pai. Este é um processo notável, ocorrendo constantemente em muitos milhões de células.
Por causa de sua forte ligação e estabilidade, o DNA não pode simplesmente se desfazer sozinho, mas conserva a informação genética a ser passada para novas células e descendentes. A altamente eficiente enzima helicase torna possível a quebra da molécula de DNA tremendamente enrolada, de modo que a vida possa continuar.
