DNA 复制与修复

解旋酶(helicase)

/ HEE-lih-kayss /

想象两股绳子紧紧地互相缠绕。在你能单独使用其中任何一股之前,你必须把它们解开、拉分——而这是要费力气的。解旋酶就是对DNA做这件事的分子机器:它抓住双螺旋,把两条盘绕的链解开并分离,为复制开路。

解旋酶是一种酶,它箍在DNA上,通常环抱住一条链,并沿着它像马达一样前进。它打断维系两条链的弱氢键——也就是配对碱基之间的键——于是双螺旋裂成两条单链。这项工作并非免费:解旋酶要燃烧化学燃料(它水解ATP)来驱动自己的运动,就像引擎燃烧燃料来做机械功一样。解旋酶正坐在复制叉的最前端,是开路的头车,它打开DNA,好让它身后所有的复制机器都有单链可读。

解旋酶之所以重要,是因为DNA的两条链在还合拢在一起时无法被复制;携带信息的碱基藏在螺旋内侧,必须被暴露出来。解旋酶也在复制之外工作——在修复中、在转录中、在解开RNA中——所以这个家族庞大而古老。一个常见的误解是两条链会自己'散开';在体温下双螺旋相当稳定,需要一台专门的、燃烧燃料的机器,才能在正确的位置以正确的速度把它撬开。

在快速移动的细菌复制叉处,解旋酶以每秒约一千个碱基对的速度解开螺旋——就像一条拉链被猛地拉开,快得眼睛几乎跟不上。它暴露出的单链立刻被其他蛋白抓住,免得重新黏回去。

解旋酶是位于复制叉最前端、燃烧燃料的机器。

解旋酶只负责分开两条链,并不复制它们。而且它前方的解旋会积累扭转的张力,需要另一种酶——拓扑异构酶——来释放。

又称
DNA helicaseDNA unwinding enzyme螺旋解开酶