Съдържание
Една обща характеристика на живите клетки е, че те се делят. Преди една клетка да се превърне в две, клетката трябва да направи копие на своята ДНК или дезоксирибонуклеинова киселина, която съдържа генетичната й информация. Еукариотичните клетки съхраняват ДНК в хромозоми, затворени в мембраните на клетъчното ядро. Без многократно начало на репликацията, репликацията ще отнеме много по-дълго и ще забави растежа на клетките.
ДНК 101
ДНК е молекула с дълга верига с гръбнак на редуващи се захарни и фосфатни групи. Една от четирите нуклеотидни бази - пръстеновидни молекули, съдържащи азот, виси от всяка захарна група. Две нишки на ДНК образуват двойна спирална структура, в която основата на всяко място на захар се свързва с нейната допълваща основа върху сестринската нишка. Разрешени са само определени двойки, така че ако идентифицирате основа на единия кичур, знаете основата в същото положение на другата нишка.
Хромозомите
В еукариотите хромозомите са цилиндрични структури от хроматин, който представлява смес от ДНК и протеини от хистон. Човешките клетки имат 23 двойки хромозоми, по един член на двойка от всеки родител. Човешката хромозома съдържа около 150 милиона базови двойки. Хроматинът е плътно сгънат, за да компресира ДНК, така че да се побере в клетка. Ако сложите край до край на цялата ДНК в човешка клетка, тя ще измери около 6 фута. За да настъпи репликация, ДНК спиралата трябва да се разгърне точно преди копирането.
копиране
Еукариотичните клетки се редуват между растежа и делението и ДНК се репликира по време на фазата на растеж. ДНК навлиза в отпуснато състояние, което позволява достъп чрез ДНК полимераза - ензимът, който копира всеки направление. Друг ензим, хеликаза, първо разделя двете стойки в регион, наречен произход на репликация. Всяка верига служи като шаблон за нова верига с допълваща последователност от нуклеотидни бази. Балонът за репликация, заобикалящ молекулата на полимеразата, се движи по протежение на всяка верига ДНК по време на операцията по копиране. Старите и новите кичури се закопчават в задната част на балончето.
Изисквания за времето
ДНК полимеразата може да транскрибира еукариотни хромозоми със скорост около 50 базови двойки в секунда. Ако хромозомата има само един произход на репликация, ще отнеме около месец, за да копирате една ДНК спирала. Използвайки множество източници, клетката може да репликира спирала за около час, 720-кратно ускорение. По време на процеса многобройните мехурчета за репликация върху всяка хромозома отлепват малки дължини на ДНК, които след това се сплитат, за да образуват готовия продукт. Предимството на множествения произход е, че позволява сравнително бързо деление на клетките и растеж на организма. Например, човешка майка би трябвало да носи плод в продължение на 540 години преди раждането, ако трябва да зависи от един произход на репликация на всяка хромозома.