Obsah
Jedna všeobecná charakteristika živých buniek je, že sa delia. Skôr ako sa jedna bunka môže zmeniť na dve, musí si vytvoriť kópiu svojej DNA alebo kyseliny deoxyribonukleovej, ktorá obsahuje jej genetické informácie. Eukaryotické bunky ukladajú DNA do chromozómov uzavretých v membránach bunkového jadra. Bez vzniku viacerých replikácií by replikácia trvala oveľa dlhšie a spomaľovala rast buniek.
DNA 101
DNA je molekula s dlhým reťazcom so základným reťazcom striedajúcich sa skupín cukru a fosfátu. Jedna zo štyroch nukleotidových báz - molekuly v tvare kruhu obsahujúce dusík - visí na každej skupine cukru. Dva vlákna DNA vytvárajú štruktúru dvojitej špirály, v ktorej sa báza v každom mieste cukru viaže na svoju komplementárnu bázu na sesterskom vlákne. Povolené sú iba párovania, takže ak identifikujete základňu na jednom vlákne, poznáte základňu na rovnakom mieste na druhom vlákne.
chromozómy
V eukaryotoch sú chromozómy valcovité štruktúry chromatínu, čo je zmes DNA a histónových proteínov. Ľudské bunky majú 23 párov chromozómov, jeden pár z každého rodiča. Ľudský chromozóm obsahuje asi 150 miliónov párov báz. Chrómatín je pevne zložený, aby komprimoval DNA tak, že sa zmestí do bunky. Ak by ste položili koniec na koniec všetkej DNA v ľudskej bunke, zmerala by to asi 6 stôp. Aby k replikácii došlo, musí sa špirála DNA rozvinúť tesne pred kopírovaním.
replikácie
Eukaryotické bunky sa striedajú medzi rastom a delením a DNA sa replikuje počas rastovej fázy. DNA vstupuje do uvoľneného stavu, ktorý umožňuje prístup DNA polymerázy, enzýmu, ktorý kopíruje každé vlákno. Ďalší enzým, helikáza, najskôr oddeľuje tieto dva porasty v oblasti nazývanej počiatok replikácie. Každé vlákno slúži ako templát pre nové vlákno s komplementárnou sekvenciou nukleotidových báz. Replikačná bublina obklopujúca molekulu polymerázy sa pohybuje počas každého vlákna DNA počas operácie kopírovania. Staré a nové pramene sa zipsom spolu vzadu na bubline.
Časové požiadavky
DNA polymeráza môže transkribovať eukaryotické chromozómy rýchlosťou asi 50 párov báz za sekundu. Keby mal chromozóm iba jediný pôvod replikácie, kopírovanie jednej špirály DNA by trvalo asi mesiac. Pri použití viacerých pôvodov môže bunka replikovať špirálu približne za hodinu, čo je zrýchlenie 720-krát. Počas tohto procesu sa opakovanými bublinami replikácie na každom chromozóme vylisujú malé dĺžky DNA, ktoré sa potom zostrihajú dohromady, aby vytvorili hotový produkt. Výhodou viacerých pôvodov je to, že umožňuje relatívne rýchle delenie buniek a rast organizmov. Napríklad, ľudská matka by musela mať plod pred 540 rokmi pred pôrodom, ak by musela závisieť od jediného pôvodu replikácie na každom chromozóme.