Innhold
Et generelt kjennetegn ved levende celler er at de deler seg. Før en celle kan bli til to, må cellen lage en kopi av sitt DNA, eller deoksyribonukleinsyre, som inneholder dens genetiske informasjon. Eukaryote celler lagrer DNA i kromosomer innelukket i membranene til en cellekjerne. Uten flere replikasjonsorigineringer ville replikasjonen ta mye lengre tid og bremse celleveksten.
DNA 101
DNA er et langkjedet molekyl med ryggraden i vekslende sukker- og fosfatgrupper. En av fire nukleotidbaser - ringformede molekyler som inneholder nitrogen - henger av hver sukkergruppe. To DNA-tråder danner en dobbel spiralstruktur hvor basen på hvert sukkersted binder seg til den komplementære basen på søsterstrengen. Bare visse sammenkoblinger er tillatt, så hvis du identifiserer en base på den ene tråden, kjenner du basen i samme posisjon på den andre strengen.
kromosomer
I eukaryoter er kromosomer sylindriske strukturer av kromatin, som er en blanding av DNA og histonproteiner. Menneskelige celler har 23 par kromosomer, ett par medlemmer fra hver av foreldrene. Et menneskelig kromosom inneholder rundt 150 millioner basepar. Kromatinet er tett brettet for å komprimere DNA slik at det får plass i en celle. Hvis du la ut alt fra DNA til en menneskelig celle, ville det måle omtrent 6 fot. For at replikasjon skal skje, må DNA-heliksen avvikles rett før kopiering.
Replication
Eukaryote celler veksler mellom vekst og deling, og DNA blir replikert i vekstfasen. DNAet går inn i en avslappet tilstand som tillater tilgang med DNA-polymerase, enzymet som kopierer hver tråd. Et annet enzym, helicase, skiller først de to stativene i et område som kalles en replikasjonsorigin. Hver streng fungerer som en mal for en ny streng med en komplementær sekvens av nukleotidbaser. En replikasjonsboble som omgir polymerasemolekylet beveger seg langs hver DNA-streng under kopieringsoperasjonen. De gamle og nye strengene zip sammen på baksiden av boblen.
Tidskrav
DNA-polymerase kan transkribere eukaryote kromosomer med en hastighet på omtrent 50 basepar per sekund. Hvis kromosomet bare hadde et enkelt replikasjonsorigin, ville det ta omtrent en måned å kopiere en DNA-helix. Ved å bruke flere opphav, kan cellen gjenskape en helix på omtrent en time, en 720-folders speedup. Under prosessen kaster flere replikasjonsbobler på hvert kromosom små lengder DNA som deretter skjøtes sammen for å danne det ferdige produktet. Fordelen med flere opphav er at det tillater relativt rask celledeling og organismvekst. For eksempel ville en menneskelig mor måtte bære et foster i 540 år før hun fødte hvis hun måtte være avhengig av en enkel replikasjonsorigin på hvert kromosom.