Зміст
Однією загальною характеристикою живих клітин є те, що вони діляться. Перш ніж одна клітина може перетворитися на дві, клітина повинна зробити копію своєї ДНК або дезоксирибонуклеїнової кислоти, яка містить її генетичну інформацію. Еукаріотичні клітини зберігають ДНК у хромосомах, укладених в мембрани клітинного ядра. Без безлічі джерел реплікації реплікація зайняла б набагато більше часу і сповільнила б ріст клітин.
ДНК 101
ДНК - це довголанцюгова молекула з основою чередуючих цукрових та фосфатних груп. З кожної цукрової групи висить одна з чотирьох нуклеотидних основ - кільцеподібних молекул, що містять азот. Дві нитки ДНК утворюють подвійну спіральну структуру, в якій основа в кожному місці цукру пов'язується зі своєю комплементарною основою на сестринській ланцюжку. Дозволені лише певні пари, тому якщо ви визначаєте основу на одній нитці, ви знаєте, що база знаходиться в тому ж положенні на іншій нитці.
Хромосоми
У еукаріотів хромосоми - це циліндричні структури хроматину, що представляє собою суміш білків ДНК та гістону. Клітини людини мають 23 пари хромосом, по одному члену пари від кожного з батьків. Хромосома людини містить близько 150 мільйонів пар основ. Хроматин щільно складений для стискання ДНК, щоб він вмістився в клітину. Якби ви поклали кінець у кінець усієї ДНК у клітині людини, вона міряла б приблизно 6 футів. Щоб відбулася реплікація, спіраль ДНК потрібно зняти безпосередньо перед копіюванням.
Реплікація
Еукаріотичні клітини чергуються між ростом та діленням, а ДНК реплікується під час фази росту. ДНК переходить у розслаблений стан, що дозволяє отримати доступ ДНК-полімеразою, ферментом, який копіює кожну ланцюг. Інший фермент, геліказа, спочатку відокремлює дві клітини в області, що називається походженням реплікації. Кожна нитка служить шаблоном для нової ланцюга з комплементарною послідовністю нуклеотидних основ. Міхур реплікації, що оточує молекулу полімерази, рухається по кожній ланцюжку ДНК під час операції копіювання. Старі та нові пасма застібаються разом на задній частині міхура.
Вимоги до термінів
ДНК-полімераза може транскрибувати еукаріотичні хромосоми зі швидкістю близько 50 пар основ в секунду. Якби хромосома мала лише одне походження реплікації, копіювання однієї спіралі ДНК пішло б близько місяця. Використовуючи множинні джерела, осередок може повторити спіраль приблизно за годину, прискорившись у 720 разів. Під час процесу множинні бульбашки реплікації на кожній хромосомі відшаровують невеликі довжини ДНК, які потім з'єднуються між собою, утворюючи готовий продукт. Перевага багаторазового походження полягає в тому, що це дозволяє відносно швидко ділитися клітинами і ростом організму. Наприклад, матері-матері доведеться нести плід протягом 540 років до народження, якщо їй доведеться залежати від одного походження реплікації на кожній хромосомі.