Contente
- TL; DR (muito longo; não leu)
- A necessidade de separar cadeias de DNA
- O trabalho do DNA Helicase
- Replicação do DNA
O ácido desoxirribonucléico (DNA) é a molécula de hélice dupla altamente estável que compreende o material genético da vida. A razão pela qual o DNA é tão estável é que ele é composto de duas cadeias complementares e as bases que as conectam. A estrutura torcida do DNA surge de grupos fosfato de açúcar unidos por fortes ligações covalentes e milhares de ligações de hidrogênio mais fracas que se unem aos pares de nucleotídeos da adenina e timina e citosina e guanina, respectivamente.
TL; DR (muito longo; não leu)
A enzima helicase pode separar a molécula de dupla hélice do DNA fortemente ligada, permitindo a replicação do DNA.
A necessidade de separar cadeias de DNA
Esses fios bem presos podem ser fisicamente separados, mas eles se juntariam novamente em uma dupla hélice devido a suas ligações. Da mesma forma, o calor pode fazer com que os dois filamentos se separem ou "derretam". 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 desenrolar parte da dupla hélice, quase como um zíper sendo descompactado. A enzima que pode executar 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 dos pares de bases nucleotídicas que mantêm as duas cadeias de DNA juntas. É um processo que utiliza a energia das moléculas de adenosina trifosfato (ATP), que alimentam todas as células. Os fios simples não podem retornar a um estado superenrolado. De fato, a enzima girase intervém e relaxa a hélice.
Replicação do DNA
Uma vez que os pares de bases são revelados pelo DNA helicase, eles podem se unir apenas a suas bases complementares. Portanto, cada fita polinucleotídica fornece um modelo para um novo lado complementar. Nesse ponto, a enzima conhecida como primase inicia a replicação em um segmento curto ou primer.
No segmento iniciador, 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 fita (a fita "principal"). Novos nucleotídeos se juntam às bases reveladas. A adenina (A) se une à timina (T) e a citosina (C) se une à guanina (G). Para o outro fio, apenas pequenos pedaços podem ser sintetizados, e esses são chamados 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 fitas de DNA contêm a mesma informação que a fita mãe. 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 separar por si só, mas conserva as informações genéticas a serem repassadas para novas células e descendentes. A enzima helicase altamente eficiente torna possível a separação da molécula de DNA tremendamente enrolada, para que a vida possa continuar.