DNA 複製與修復

解旋酶(helicase)

/ HEE-lih-kayss /

想像兩股繩子緊緊地互相纏繞。在你能單獨使用其中任何一股之前,你必須把它們解開、拉分——而這是要費力氣的。解旋酶就是對DNA做這件事的分子機器:它抓住雙螺旋,把兩條盤繞的鏈解開並分離,為複製開路。

解旋酶是一種酵素,它箍在DNA上,通常環抱住一條鏈,並沿著它像馬達一樣前進。它打斷維繫兩條鏈的弱氫鍵——也就是配對鹼基之間的鍵——於是雙螺旋裂成兩條單鏈。這項工作並非免費:解旋酶要燃燒化學燃料(它水解ATP)來驅動自己的運動,就像引擎燃燒燃料來做機械功一樣。解旋酶正坐在複製叉的最前端,是開路的頭車,它打開DNA,好讓它身後所有的複製機器都有單鏈可讀。

解旋酶之所以重要,是因為DNA的兩條鏈在還合攏在一起時無法被複製;攜帶資訊的鹼基藏在螺旋內側,必須被暴露出來。解旋酶也在複製之外工作——在修復中、在轉錄中、在解開RNA中——所以這個家族龐大而古老。一個常見的誤解是兩條鏈會自己'散開';在體溫下雙螺旋相當穩定,需要一台專門的、燃燒燃料的機器,才能在正確的位置以正確的速度把它撬開。

在快速移動的細菌複製叉處,解旋酶以每秒約一千個鹼基對的速度解開螺旋——就像一條拉鍊被猛地拉開,快得眼睛幾乎跟不上。它暴露出的單鏈立刻被其他蛋白抓住,免得重新黏回去。

解旋酶是位於複製叉最前端、燃燒燃料的機器。

解旋酶只負責分開兩條鏈,並不複製它們。而且它前方的解旋會積累扭轉的張力,需要另一種酵素——拓撲異構酶——來釋放。

又稱
DNA helicaseDNA unwinding enzyme螺旋解开酶