Sisältö
Yksi elävien solujen yleinen ominaisuus on, että ne jakautuvat toisiinsa. Ennen kuin yksi solu voi muuttua kahdeksi, solun on tehtävä kopio DNA: staan tai deoksiribonukleiinihaposta, joka sisältää sen geneettisen informaation. Eukaryoottisolut varastoivat DNA: ta kromosomeissa, jotka ovat suljettuja solun ytimen kalvoihin. Ilman useita replikaation aloituskohtia replikoituminen vie paljon kauemmin ja hidastaa solujen kasvua.
DNA 101
DNA on pitkäketjuinen molekyyli, jossa on vuorottelevien sokeri- ja fosfaattiryhmien runko. Yksi neljästä nukleotidiemästä - renkaan muotoisia molekyylejä, jotka sisältävät typpeä - riippuu jokaisesta sokeriryhmästä. Kaksi DNA-juostetta muodostavat kaksoiskierrerakenteen, jossa emäs jokaisessa sokerin sijainnissa sitoutuu komplementaariseen emäkseen sisar juosteessa. Vain tietyt pariliitokset ovat sallittuja, joten jos tunnet kannan yhdellä nauhalla, tunnet kannan samassa paikassa toisella juosteella.
kromosomit
Eukaryooteissa kromosomit ovat kromatiinin, joka on DNA: n ja histoniproteiinien sekoitus, lieriömäisiä rakenteita. Ihmisen soluissa on 23 paria kromosomeja, yksi parin jäsen jokaisesta vanhemmasta. Ihmisen kromosomi sisältää noin 150 miljoonaa emäsparia. Kromatiini taitetaan tiukasti DNA: n puristamiseksi niin, että se mahtuu soluun. Jos asetat lopun loppumaan kaiken DNA: n ihmissolussa, sen mitta olisi noin 6 jalkaa. Jotta replikaatio tapahtuisi, DNA-heliksi on avattava kelaksi juuri ennen kopiointia.
replikointi
Eukaryoottisolut vuorottelevat kasvun ja jakautumisen välillä, ja DNA replikoituu kasvuvaiheen aikana. DNA siirtyy rentoutuneeseen tilaan, joka sallii pääsyn DNA-polymeraasilla, joka entsyymi kopioi jokaisen juosteen. Toinen entsyymi, helikaasi, erottaa ensin kaksi ryhmää alueella, jota kutsutaan replikaation aloituskohdaksi. Jokainen juoste toimii templaattina uudelle juosteelle, jolla on komplementaarinen nukleotidiemäksien sekvenssi. Polymeraasimolekyyliä ympäröivä replikaatiokupla liikkuu kutakin DNA-juostetta pitkin kopiointitoimenpiteen aikana. Vanhat ja uudet nauhat vetoketjuvat yhdessä kuplan takana.
Ajoitusvaatimukset
DNA-polymeraasi voi transkriboida eukaryoottisia kromosomeja nopeudella noin 50 emäsparia sekunnissa. Jos kromosomissa oli vain yksi replikaation aloituskohta, yhden DNA-heliksin kopiointi vie noin kuukauden. Useita alkuperää käyttämällä solu voi replikoida kierteen noin tunnissa, 720-kertaisella nopeudella. Prosessin aikana useat replikaatiokuplat kullakin kromosomilla pilvottavat pieniä DNA-pituuksia, jotka sitten silmukoidaan yhteen lopputuotteen muodostamiseksi. Usean alkuperän etuna on, että se sallii suhteellisen nopean solujakautumisen ja organismin kasvun. Esimerkiksi ihmisen äidin olisi pitänyt kantaa sikiötä 540 vuotta ennen synnytystä, jos hänen pitäisi olla riippuvainen yhdestä monistuskohdasta jokaisessa kromosomissa.