Come fa il DNA a rilassarsi e a rilassarsi

Le eliche sono responsabili dello svolgimento del DNA a doppio filamento per produrre DNA a filamento singolo. Sono responsabili dello svolgimento del DNA durante la replicazione, la ricombinazione e la riparazione del DNA. Lo srotolamento del DNA a doppio filamento inizia all'origine della replicazione e continua a formare una struttura nota come forcella di replicazione. La rottura dei legami idrogeno tra i due filamenti di DNA richiede energia sotto forma di ATP. Gli elicotteri intrappolano anche le basi srotolate per impedire la rianimazione del DNA.

Aree chiave coperte

1. Cosa sono le Helicase del DNA
     - Definizione, Caratteristiche
2. Come fa il DNA a rilassarsi e a rilassarsi
     - Processo di srotolamento del DNA

Termini chiave: elicasi del DNA, replicazione del DNA, fusione del DNA iniziale, riconoscimento dell'origine, forcella di replica

Cosa sono le Helicase del DNA

Le eliche del DNA sono i componenti fondamentali della replicazione del DNA. La principale funzione delle eliche del DNA è quella di separare il DNA a doppio filamento per formare DNA a filamento singolo. Oltre alla replicazione del DNA, le eliche del DNA sono anche coinvolte nella trascrizione, nella traduzione, nella ricombinazione e nella riparazione del DNA. Viene mostrata una helicasi del DNA procariotico Figura 1.

Figura 1: Helicase del DNA procariotico

Come fa il DNA a rilassarsi e a rilassarsi

Il DNA è una molecola a doppio filamento che funge da materiale ereditario nella maggior parte degli organismi. I due filamenti del DNA sono tenuti insieme da legami a idrogeno. Il nuovo DNA è sintetizzato da un processo noto come replicazione del DNA. La replicazione del DNA è un processo semiconservativo in cui entrambi i filamenti fungono da modelli. Quindi, i due filamenti devono essere svolti per iniziare la replicazione del DNA.

Le eliche del DNA sono gli enzimi che catalizzano il DNA che si svolge. Lo srotolamento del DNA avvia la replicazione del DNA. Riconoscimento dell'origine, fusione iniziale del DNA ed eventuale formazione della forcella di replicazione sono i tre passaggi coinvolti nell'iniziazione della replicazione del DNA.

1. Riconoscimento dell'origine - La replicazione del DNA è iniziata all'origine della replicazione. Diverse origini della replicazione possono essere trovate nei cromosomi. Il DNA circolare a doppio filamento consiste in un'unica origine di replicazione. Un complesso di legame del DNA a più subunità noto come complesso di riconoscimento dell'origine (ORC) è responsabile del riconoscimento dell'origine della replicazione.
2. Fusione iniziale del DNA - L'elicasi MCM (mantenimento del mini-cromosoma) è responsabile della fusione iniziale dell'origine della replicazione negli eucarioti. Nei procarioti, viene fatto dalla proteina di riconoscimento dell'origine, DnaA e una helicase esamerica nota come DnaB viene quindi caricata nel DNA fuso.
3. Formazione di fork di replica - Le eliche continuano il processo di svolgimento, formando una struttura chiamata forcella di replica. Abbattono i legami idrogeno che tengono insieme i due filamenti complementari. Usano l'energia cellulare sotto forma di ATP per questo processo.

L'inizio della replicazione del DNA negli eucarioti è mostrato in figura 2.

Figura 2: inizio della replicazione del DNA negli eucarioti

Dopo la fusione iniziale del DNA a doppio filamento, la DNA polimerasi si lega all'origine della replicazione e avvia il processo di replicazione. Mentre la replicazione progredisce, la forcella di replicazione progredisce attraverso il filamento di DNA non svolto. Poiché queste eliche di DNA sono intrappolate tra i due filamenti, si evita la riannurazione delle basi complementari.

Conclusione

Le eliche del DNA sono gli enzimi responsabili dello svolgimento del DNA per formare DNA a filamento singolo richiesto dalla replicazione del DNA, dalla ricombinazione e dalla riparazione. Abbattono i legami idrogeno tra le basi complementari dei due filamenti che tengono insieme i due filamenti. Le eliche di DNA intrappolate tra il DNA slegato impediscono la riannealing.

Riferimento:

1. Gai, Dahai, et al. "Origine DNA che si scioglie e si svela nella replicazione del DNA". Parere corrente in biologia strutturale, Biblioteca nazionale statunitense di medicina, dicembre 2010, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "Helicase" di Phoebus87 su Wikipedia inglese (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "EukPreRC" di Lsanman - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia