Helikaasi on entsyymi, joka purkaa puristetut deoksiribonukleiinihapon (DNA) tai ribonukleiinihapon (RNA) juosteet. Se liikkuu yleensä yhteen suuntaan kaksijuosteista DNA-molekyyliä tai itsesitoutunutta RNA-molekyyliä alaspäin rikkomalla komplementtisten nukleotidiemäsparien väliset vetysidokset. Helikaasientsyymit ovat tärkeitä DNA: n replikaation ja korjaamisen soluprosesseissa, DNA: n transkriptiossa RNA: ksi, proteiinien translaatiossa ja ribosomien luomisessa.
Helikaasientsyymejä on monia erilaisia, mukaan lukien 24 erilaista helikaasia ihmiskehossa. Jokaisella on hieman erilainen rakenne ja toimintatapa. Jotkut toimivat monomeereinä tai yhden yksikön entsyymeinä, kun taas toiset muodostavat dimeerejä tai jopa heksameerejä yhdistämällä useita proteiini-alayksiköitä optimaaliseen toimintaan. Kaikilla helikaaseilla on ainakin jonkin verran samankaltaisuutta aminohapposekvenssissään, ja näiden vastaavien alueiden uskotaan liittyvän DNA- tai RNA -juosteen sitoutumiseen tai adenosiinitrifosfaatin (ATP) sitoutumiseen ja hydrolyysiin. Nämä yleiset sekvenssimotiivit ovat auttaneet helikaasien luokittelussa viiteen suureen perheeseen.
Helikaasin toiminta vaihtelee sen erityisestä rakenteesta ja purkamistekniikasta riippuen. Jotkut ovat aktiivisia ja hyödyntävät ATP: tä säikeiden purkamiseen, kun taas toiset ovat passiivisia eivätkä vaadi energiaa toimiakseen. Koska DNA- ja RNA -molekyylit yhdistyvät ja pysyvät yhteydessä vetysidosten kautta, monet helikaasit käyttävät ATP -molekyylejä aktiivisesti näiden sidosten katkaisemiseen. Näillä entsyymeillä on ATP -sitoutumiskohta, jonka avulla ne voivat hydrolysoida ATP: n saadakseen tarvittavan energian vetysidosten katkaisemiseksi. ATP: n hajoaminen ajaa entsyymiä usein alas DNA- tai RNA -juosteesta, mikä tekee sen liikkeestä yksisuuntaisen ja sallii sen estää äskettäin erotettujen juosteiden yhdistymisen.
Muut helikaasientsyymit eivät käytä aktiivisia energiamenetelmiä nukleotidiemäsparien erottamiseen. Sen sijaan ne kiinnittyvät DNA- tai RNA -juosteisiin ja odottavat, kunnes paikalliset energianvaihtelut ja liikkeen muutokset kiertävät säikeet osittain toisistaan. Sitten ne siirtyvät ja sitoutuvat äskettäin muodostettuun rakoon estäen säikeiden yhdistämisen uudelleen. Tämä mekanismi on yleensä hitaampi, koska se on riippuvainen sattumasta ja satunnaisista liikkeistä purkamisen sijaan, eikä suora, kontrolloitu mekanismi.
Jotkut RNA -helikaasientsyymit käyttävät erilaista mekanismia sitoutumiseen ja purkamiseen. Vaikka monet RNA -helikaasit toimivat samalla tavalla kuin DNA -helikaasi, toiset sitoutuvat yksijuosteiseen RNA -segmenttiin ja vaativat myös ATP -sitoutumista. Nämä helikaasit eivät itse asiassa hydrolysoi ATP: tä tai saa siitä energiaa, mutta ATP on välttämätön muodonmuutokselle, joka aktivoi entsyymin.