ヘリカーゼは、二本鎖 DNA をほどいて一本鎖 DNA を生成する役割を果たします。それらは、DNAの複製、組換え、および修復中のDNAの巻き戻しを担当しています。二本鎖 DNA の巻き戻しは、複製起点から始まり、複製フォークとして知られる構造を形成し続けます。 2 本の DNA 鎖間の水素結合の分解には、ATP の形のエネルギーが必要です。ヘリカーゼはまた、巻き戻された塩基を捕捉して、DNA の再アニーリングを防ぎます。
対象となる主な分野
1. DNA ヘリカーゼとは
– 定義、機能
2. DNA はどのように巻き戻され、巻き戻され続けるのか
– DNA 巻き戻しのプロセス
重要な用語:DNA ヘリカーゼ、DNA 複製、初期 DNA 融解、起源認識、複製フォーク
DNA ヘリカーゼとは
DNA ヘリカーゼは、DNA 複製の基本的な構成要素です。 DNA ヘリカーゼの主な機能は、二本鎖 DNA をほどいて一本鎖 DNA を形成することです。 DNA 複製に加えて、DNA ヘリカーゼは転写、翻訳、組換え、および DNA 修復にも関与しています。原核生物の DNA ヘリカーゼを 図 1 に示します .
図 1:原核生物の DNA ヘリカーゼ
DNA はどのように巻き戻され、巻き戻されたままになりますか
DNA は、ほとんどの生物で遺伝物質として機能する二本鎖分子です。 2 本の DNA 鎖は、水素結合によって結合されています。新しい DNA は、DNA 複製として知られるプロセスによって合成されます。 DNA複製は、両方の鎖がテンプレートとして機能する半保存的なプロセスです。したがって、DNA 複製を開始するには、2 本の鎖をほどく必要があります。
DNA ヘリカーゼは、DNA の巻き戻しを触媒する酵素です。 DNA の巻き戻しは、DNA 複製を開始します。起点の認識、最初の DNA 融解、および最終的な複製フォークの形成は、DNA 複製の開始に関与する 3 つのステップです。
<オール>真核生物における DNA 複製の開始を 図 2 に示します。
図 2:真核生物における DNA 複製の開始
二本鎖 DNA が最初に融解した後、DNA ポリメラーゼは複製起点に結合し、複製プロセスを開始します。複製が進行するにつれて、複製フォークは巻き戻された DNA 鎖を通って進行します。これらの DNA ヘリカーゼは 2 つの鎖の間にトラップされるため、相補的な塩基の再アニーリングが回避されます。
結論
DNA ヘリカーゼは、DNA の巻き戻しを行って、DNA の複製、組換え、および修復に必要な一本鎖 DNA を形成する酵素です。それらは、2 本の鎖を一緒に保持している 2 本の鎖の相補的な塩基間の水素結合を分解します。巻き戻された DNA の間に閉じ込められた DNA ヘリカーゼは、再アニーリングを防ぎます。
参照:
1.ガイ、ダハイ、他「DNA複製における起源DNAの融解と巻き戻し」。 Current Opinion in Structural Biology、米国国立医学図書館、2010 年 12 月、こちらから入手可能。
画像提供:
1. 英語版ウィキペディアの Phoebus87 による「Helicase」(CC BY-SA 3.0)、Commons Wikimedia 経由
2. Lsanmanによる「EukPreRC」–コモンズウィキメディア経由の自作（CC BY-SA 3.0）
