Mechanismus der Replikation
Die DNA-Helicasen bewegen sich entlang eines DNA-Stranges und lösen die Wasserstoffbrücken zwischen den komplementären Basenpaaren. Dabei nutzen sie die Energie aus der Hydrolyse von ATP. Bei dieser Hydrolyse kann die Form des Proteinmoleküls cyclisch verändert werden, so dass es mechanische Arbeit verrichten kann. Die DNA-Helicasen nutzen dieses Prinzip, um sich schnell auf einem DNA-Einzelstrang fortbewegen zu können. Wenn sie auf einen Doppelstrang treffen, laufen sie auf demselben Strang weiter und winden dabei die Helix auseinander. In Eukaryonten sowie Prokaryonten (E. coli) wurden bisher eine ganze Reihe von verschiedenen DNA-Helicasen gefunden.
Die Einteilung der Helicasen erfolgt biochemisch nach der Polarität ihrer Bewegung (3'-5' oder 5'-3') oder nach Art des Substrats. Viele Helicasen benötigen beispielsweise überstehende Einzelstrangenden als Eintrittsstellen, während andere von Doppelstrangenden aus wirken können.
Die Einteilung nach Funktion ist interessanter, da Helicasen an allen Reaktionen beteiligt sind, die zumindest vorübergehend eine DNA-Einzelstrang-Region verlangen. Es gibt spezifische Helicasen für die DNA-Reparatur, für die Rekombination und für andere genetische Prozesse:
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Bezeichnung |
Richtung |
Funktion |
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DNA-Helicase I |
5'-3' |
konjugativer DNA-Transfer |
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DNA-Helicase II |
3'-5' |
Reparatur von DNA |
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DNA B-Protein |
5'-3' |
Replikation |
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Rep-Protein |
3'-5' |
Replikation bestimmter Einzelstrang DNA-Phagen; unbekannte Funktion in nicht-infizierten Bakterienzellen |
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Mechanismus der Replikation |