Helikaz Nedir?

Bir helikaz, birleşmiş deoksiribonükleik asit (DNA) veya ribonükleik asit (RNA) ipliklerini çözen bir enzimdir. Genellikle, bir çift iplikli DNA molekülüne veya kendinden bağlı RNA molekülüne doğru bir yönde hareket eder ve tamamlayıcı nükleotit baz çiftleri arasındaki hidrojen bağlarını kırar. Helikaz enzimleri, DNA replikasyonu ve onarımının hücresel süreçleri, DNA'nın RNA'ya transkripsiyonu, protein translasyonu ve ribozomların oluşturulması için önemlidir.

İnsan vücudunda 24 farklı helikaz da dahil olmak üzere birçok farklı helikaz enzimi türü vardır. Her birinin biraz farklı bir yapısı ve çalışma yöntemi vardır. Bazıları monomerler veya tek ünite enzimler olarak çalışır, diğerleri ise optimum fonksiyon için çoklu protein alt ünitelerini birleştirerek dimerler ve hatta heksamerler oluşturur. Tüm helisazların amino asit dizilimlerinde en azından bir dereceye kadar benzerlik paylaştığı ve bu benzer alanların DNA veya RNA zincirinin bağlanmasında veya adenosin trifosfatın (ATP) bağlanmasında ve hidrolizinde yer aldığı düşünülmektedir. Bu ortak sekans motifleri, helikasların beş ana aileye sınıflandırılmasında yardımcı olmuştur.

Bir helisazın işlevi, özel yapısına ve çözülme tekniğine bağlı olarak değişir. Bazıları telleri gevşetmek için ATP'yi kullanırken aktif, bazıları pasif ve çalışmak için enerji gerektirmiyor. DNA ve RNA molekülleri, hidrojen bağlarıyla birleşip bağlı kaldıklarından, birçok helis, bu bağları aktif olarak parçalamak için ATP moleküllerini kullanacaktır. Bu enzimler, hidrojen bağlarını kırmak için gereken enerjiyi kazanmak için ATP'yi hidrolize etmelerini sağlayacak bir ATP bağlanma yerine sahip olacaktır. ATP'nin parçalanması sıklıkla enzimi DNA veya RNA şeridinden aşağı iter, hareketini tek yönlü yapar ve yakın zamanda ayrılan ipliklerin yeniden birleşmesini önlemeye izin verir.

Diğer helikaz enzimleri, nükleotid baz çiftlerini ayırmak için aktif enerjik yöntemler kullanmazlar. Bunun yerine, DNA veya RNA ipliklerine bağlanırlar ve yerel enerji dalgalanmaları ve hareket değişiklikleri iplikçiklerin kısmen bükülmesini bekler. Daha sonra yer değiştirirler ve iplikçiklerin tekrar birleşmesini önleyerek yeni oluşan boşlukta bağlanırlar. Bu mekanizma genel olarak yavaştır, çünkü doğrudan, kontrollü bir mekanizmadan ziyade gevşeme şansına ve rastgele hareketlere bağlıdır.

Bazı RNA helikaz enzimleri, bağlama ve çözme için farklı bir mekanizma kullanır. Pek çok RNA sarmalının DNA sarmalına benzer bir şekilde hareket etmesine karşın, diğerleri tek sarmallı bir RNA segmentine bağlanacak ve ayrıca ATP bağlanması gerekecektir. Bu helisazlar aslında ATP'yi hidrolize etmeyecek veya ondan enerji elde etmeyeceklerdir, ancak ATP, enzimi harekete geçirecek şekil değişikliği için gereklidir.