Sadržaj
Jedna opća karakteristika živih stanica je da se dijele. Prije nego što se jedna stanica može pretvoriti u dvije, stanica mora napraviti kopiju svoje DNK ili deoksiribonukleinsku kiselinu, koja sadrži svoje genetske podatke. Eukariotske ćelije pohranjuju DNK u kromosome zatvorene u membrani stanične jezgre. Bez višestrukog podrijetla replikacije, replikacija bi trajala mnogo duže i usporio rast stanica.
DNA 101
DNA je molekula dugog lanca s okosnicom naizmjeničnih skupina šećera i fosfata. Jedna od četiri nukleotidne baze - molekule u obliku prstena koji sadrže dušik - visi o svakoj šećernoj skupini. Dvije niti DNK tvore dvostruku strukturu spirale u kojoj se baza na svakom mjestu šećera veže za komplementarnu bazu na sestrinskom lancu. Dopušteni su samo određeni pari, pa ako identificirate bazu na jednom pramenu, znate bazu u istom položaju na drugom lancu.
kromosomi
U eukariotama kromosomi su cilindrične strukture kromatina, koji je mješavina proteina DNA i histona. Ljudske stanice imaju 23 para kromosoma, po jedan član para od svakog roditelja. Ljudski kromosom sadrži oko 150 milijuna baznih parova. Kromatin je čvrsto presavijen da komprimira DNK tako da se on uklapa u stanicu. Ako biste položili kraj cijelog DNK u ljudskoj stanici, iznosio bi oko 6 stopa. Da bi došlo do replikacije, DNA spirala mora se odvojiti neposredno prije kopiranja.
odgovor
Eukariotske stanice izmjenjuju se između rasta i dijeljenja, a DNA se replicira tijekom faze rasta. DNA ulazi u opušteno stanje koje dopušta pristup DNK polimerazom, enzimom koji kopira svaki niz. Drugi enzim, helikaza, prvo razdvaja dva sastojka u regiji koja se naziva podrijetlom replikacije. Svaki pramen služi kao predložak za novi lanac s komplementarnim nizom nukleotidnih baza. Mjehurić replikacije koji okružuje molekulu polimeraze kreće se duž svakog lanca DNK tijekom operacije kopiranja. Stare i nove niti nalaze se na stražnjoj strani mjehurića.
Zahtjevi vremena
DNA polimeraza može prepisati eukariotske kromosome brzinom od oko 50 baznih parova u sekundi. Ako bi kromosom imao samo jedno podrijetlo umnožavanja, trebalo bi oko mjesec dana da se kopira jedna DNA spirala. Korištenjem višestrukih podrijetla, stanica može replicirati spiralu za oko sat vremena, ubrzavanjem od 720 puta. Tijekom postupka, višestruki mjehurići za replikaciju na svakom kromosomu uklanjaju male duljine DNA koje se zatim spajaju u tvorbu gotovog proizvoda. Prednost višestrukog podrijetla je u tome što omogućava relativno brzu diobu stanica i rast organizma. Na primjer, ljudska majka bi trebala roditi plod 540 godina prije poroda ako bi trebala ovisiti o jednom podrijetlu replikacije na svakom kromosomu.