DNA如何解旋并保持解旋状态?
什么是 DNA 解旋酶
DNA解旋酶是DNA复制的基本成分。 DNA解旋酶的主要功能是解开双链DNA形成单链DNA。 除了 DNA 复制,DNA 解旋酶还参与转录、翻译、重组和 DNA 修复。 原核 DNA 解旋酶如图 1 所示。
图 1:原核 DNA 解旋酶
DNA如何解旋并保持解旋状态?
DNA 是一种双链分子,可作为大多数生物体的遗传物质。 两条 DNA 链通过氢键连接在一起。 新的 DNA 是通过称为 DNA 复制的过程合成的。 DNA复制是一个半保守的过程,两条链都作为模板。 因此,必须解开两条链才能启动 DNA 复制。
DNA解旋酶是催化DNA解旋的酶。 DNA 的展开启动 DNA 复制。 起源识别、初始 DNA 熔解和复制叉的最终形成是 DNA 复制起始所涉及的三个步骤。
起源识别——DNA复制在复制起点开始。 在染色体中可以找到几个复制起点。 环状双链 DNA 由单一复制起点组成。 称为起源识别复合物 (ORC) 的多亚基 DNA 结合复合物负责识别复制起点。
初始 DNA 熔解 - MCM(微型染色体维持)解旋酶负责真核生物中复制起点的初始熔解。 在原核生物中,它由起源识别蛋白 DnaA 完成,然后将称为 DnaB 的六聚体解旋酶加载到融化的 DNA 中。
复制叉的形成——解旋酶继续展开过程,形成称为复制叉的结构。 它们破坏了将两条互补链结合在一起的氢键。 他们在这个过程中使用 ATP 形式的细胞能量。
图 2 显示了真核生物中 DNA 复制的启动。
双链 DNA 初步解链后,DNA 聚合酶与复制起点结合并开始复制过程。 随着复制的进行,复制叉通过未缠绕的 DNA 链进行。 由于这些 DNA 解旋酶被困在两条链之间,因此避免了互补碱基的重新退火。
结论
DNA解旋酶是负责解开DNA以形成DNA复制、重组和修复所需的单链DNA的酶。 它们分解将两条链结合在一起的两条链的互补碱基之间的氢键。 未缠绕的 DNA 之间被捕获的 DNA 解旋酶阻止了重新退火。