Операция распускание двойной спирали (т.е. образование репликативной вилки) осуществляется
ДНК-геликазамы АТР-зависимые ферменты этого типа уже упоминались в связи с транскрипцией и сплайсинга (разделы 6, 7).
Основной репликативной геликазою бактерий является белок DnaB? кольцевой комплекс шести одинаковых субъединиц (рис. 9.10). В канале внутри кольца размещается один полинуклеотидную цепь, вдоль которого происходит транслокация гексамеры в направлении 5'-3 '(т.е. по цепи, что опаздывает? Рис. 9.11), что и приводит к разрушению двойной спирали.
Шесть субъединиц геликазы имеют сайты связывания АТР, где происходит его гидролиз. Структурные перестройки в ответ на связывание и гидролиз АТР меняют интерфейс взаимодействия с одноцепочечной ДНК, что и приводит к транслокации? на три-? пять нуклеотидов за один акт гидролиза АТР. Другие репликативные геликазы построены по аналогичным принципам.
В распускание ДНК во время репликации участвуют также геликазы противоположного направления (3'-5 '? Транслокация вдоль лидирующего цепи), но, в отличие от DnaB, они не являются жизненно необходимыми. Геликаза DnaB? это неотъемлемая часть реплисомы, через другие структурные модули она связана с ДНК-полимеразой и работает в тесном сотрудничестве с ними.
Скорость распускание ДНК отдельной геликазою равна ~ 35 нуклеотидов в секунду, скорость движения отдельной ДНК-полимеразы вдоль одноцепочечной ДНК? ~ 1 тыс. нуклеотидов в секунду, при их объединении совместная скорость репликации составляет ~ 750 нуклеотидов в секунду: геликаза немного тормозит полимеразу, последняя? толкает геликазу.
Энергия гидролиза АТР используется геликазою для осуществления энергетически невыгодного процесса распускание дуплекса. То одноцепная ДНК, который возникает в репликативной вилке результате активности геликазы, должен быть временно стабилизирована в одно цепной виде. Эту функцию выполняют белки SSB (Single Strand Binding), имеющие высокое сродство к одноцепочечной ДНК (рис. 9.11). SSB белки связываются с полинуклеотидных цепей кооперативно, взаимодействуя не только с ДНК, но и между собой. В результате цепь эффективно покрывается белковой? Шубой?. SSB белки взаимодействуют также с другими компонентами реплисомы, усиливая их активность? в том числе активность ДНК-полимеразы.