解旋酶负责解开双链 DNA 以产生单链 DNA。它们负责 DNA 复制、重组和修复过程中的 DNA 解旋。双链 DNA 的解旋从复制起点开始，并继续形成称为复制叉的结构。两条 DNA 链之间的氢键断裂需要 ATP 形式的能量。解旋酶还捕获未缠绕的碱基以防止 DNA 重新退火。

涵盖的关键领域

1. 什么是 DNA 解旋酶 – 定义、特征 2. DNA 如何放松和保持放松 – DNA解旋过程

关键术语：DNA 解旋酶、DNA 复制、初始 DNA 解链、起源识别、复制叉

什么是 DNA 解旋酶

DNA解旋酶是DNA复制的基本组成部分。 DNA解旋酶的主要功能是解开双链DNA形成单链DNA。除了 DNA 复制外，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 如何放松和保持放松

DNA 是一种双链分子，是大多数生物体的遗传物质。两条DNA链通过氢键结合在一起。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，其中两条链都作为模板。因此，必须解开两条链以启动 DNA 复制。

DNA解旋酶是催化DNA解旋的酶。 DNA 的解旋启动 DNA 复制。起源识别、DNA 初始解链和复制叉的最终形成是 DNA 复制起始所涉及的三个步骤。

1. 原产地识别 – 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 由单个复制起点组成。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。
2. 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，它是由起源识别蛋白 DnaA 完成的，然后将一种称为 DnaB 的六聚体解旋酶加载到熔化的 DNA 中。
3. 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。它们分解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。

真核生物中 DNA 复制的启动如图 2 所示。

图 2：真核生物中 DNA 复制的启动

双链 DNA 初始解链后，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，复制叉穿过解开的 DNA 链。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解旋酶是负责解旋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。解开的 DNA 之间被捕获的 DNA 解旋酶阻止了重新退火。

参考：

1. 盖、大海等。 “DNA 复制中的原始 DNA 熔解和解旋。”结构生物学的最新观点，美国国家医学图书馆，2010 年 12 月，可在此处获取。

图片提供：

1. Phoebus87 在英文维基百科 (CC BY-SA 3.0) 上的“Helicase”，来自 Commons Wikimedia2。 Lsanman 的“EukPreRC” – 通过 Commons Wikimedia 自己的作品（CC BY-SA 3.0）