Helicase

Helicase is een groep van enzymen die de dubbele DNA-spiraal ontwindt en door het verbreken van de waterstofbruggen de twee strengen uit elkaar laat gaan, waardoor andere enzymen zoals DNA polymerase een stukje van de enkelvoudige streng kunnen aflezen (transcriptie). Helicase zorgt er dus voor dat het dubbelstrengs DNA uit elkaar 'ritst'. Helicase is voor alle levende wezens een onmisbaar enzym, omdat DNA polymerase alleen werkt bij enkelstreng-DNA.

De vorm van helicase lijkt op een donut en wordt aangemaakt door het DnaB helicase gen in prokaryoten.

Helicase gekoppeld aan DNA primase bevordert de ontwinding van DNA door zich te binden aan starteiwitten. Waarna helicase door hydrolyse van adenosinetrifosfaat (ATP) het DNA denatureert. Door voortgaande hydrolyse van ATP schuift helicase langs de enkelvoudige DNA-streng omhoog en despiraliseert en splitst de bovenliggende dubbelstreng-DNA. Voor elk paar nucleotiden van de dubbelstreng zijn twee moleculen ATP nodig. Het enzym topo-isomerase bindt zich aan de nieuwe dubbelstreng-DNA's en voorkomt zo dat er teveel spanning in de spiraal ontstaat.

Daarnaast is helicase ook betrokken bij een herstelmechanisme voor DNA, het Nucleotide Excision Repair (NER)(het repareren van een uitgeknipt nucleotide) en zo kanker tegengaat.

[bewerk] Sarsvirus

Het sarsvirus (SARS-CoV) blijkt over een helicase, bekend als nsp13 (buiten het virus voorkomend eiwit 13'), te kunnen beschikken, dat dezelfde werking heeft op RNA. Dit helicase maakt niet alleen gebruik van ATP als energiebron, maar ook van andere nucleotiden en deoxynucleotiden. Nsp13 is betrokken bij o.a. het begin van de infectie.

[bewerk] Typen

• dnaB helicase: dit is een enzym dat de twee strengen tijdens DNA verdubbeling uit elkaar houdt.
• recQ helicase: dit is een groep van enzymen dat de dubbele DNA-spiraal ontwindt.
  • Het ontbreken van dit helicase enzym door een gendefect is de oorzaak van het syndroom van Werner, waarbij iemand twee keer zo snel veroudert als normaal (engels:adult progeria). Andere aandoeningen veroorzaakt door het afwezig zijn van dit enzym zijn:
  • Syndroom van Bloom: Komt voor als allebei de BLM genen niet functioneren. De betreffende genmutatie komt voor bij 1 op de 120 joden van Oost-Europese oorsprong.
  • Syndroom van Rothmund-Thompson's (poikiloderma congenitale): Komt voor als allebei de RECQ4 genen niet functioneren. Het is een huidaandoening, waarbij deze papierdun, overgevoelig voor licht is en een verhoogde kans op huidkanker heeft. Ook treedt op jonge leeftijd al oogziekte grijze staar op.

RNA-polymerase heeft zelf een helicase activiteit.