Conţinut
O caracteristică generală a celulelor vii este aceea că se divid. Înainte ca o celulă să se transforme în două, celula trebuie să facă o copie a ADN-ului sau a acidului dezoxiribonucleic, care conține informațiile sale genetice. Celulele eucariote stochează ADN-ul în cromozomii închiși în membranele unui nucleu celular. Fără origini multiple de replicare, replicarea ar dura mult mai mult și ar încetini creșterea celulelor.
ADN 101
ADN-ul este o moleculă cu lanț lung, cu o coloană vertebrală a grupului alternativ de zahăr și fosfați. Una dintre cele patru baze nucleotidice - molecule sub formă de inel care conțin azot - atârnă de fiecare grupă de zahăr. Două șuvițe de ADN formează o structură dublă helix în care baza de la fiecare locație de zahăr se leagă de baza sa complementară pe catenele surori. Sunt permise doar anumite împerecheri, astfel încât dacă identificați o bază pe un fir, cunoașteți baza în aceeași poziție pe cealaltă șuviță.
cromozomi
În eucariote, cromozomii sunt structuri cilindrice ale cromatinei, care este un amestec de ADN și proteine histonice. Celulele umane au 23 de perechi de cromozomi, câte o pereche membru de la fiecare părinte. Un cromozom uman conține aproximativ 150 de milioane de perechi de baze. Cromatina este bine pliată pentru a comprima ADN-ul, astfel încât să se încadreze într-o celulă. Dacă ai pune capătul întregului ADN dintr-o celulă umană, ar măsura aproximativ 6 metri. Pentru ca replicarea să apară, helixul ADN trebuie dezvelit chiar înainte de copiere.
replică
Celulele eucariote alternează între creștere și divizare, iar ADN-ul este replicat în faza de creștere. ADN-ul intră într-o stare relaxată care permite accesul ADN polimerazei, enzima care copiază fiecare catenă. O altă enzimă, elicaza, separă mai întâi cele două standuri într-o regiune numită origine de replicare. Fiecare catenă servește ca un șablon pentru o nouă catena cu o secvență complementară a bazelor de nucleotide. O bulă de replicare care înconjoară molecula polimerazei se deplasează de-a lungul fiecărei catene de ADN în timpul operației de copiere. Șuvițele vechi și noi se fixează împreună în spatele bulei.
Cerințe de sincronizare
ADN-polimeraza poate transcrie cromozomii eucarioti cu o rată de aproximativ 50 de perechi de baze pe secundă. Dacă cromozomul ar avea o singură origine a replicării, este nevoie de aproximativ o lună pentru a copia o helix ADN. Folosind origini multiple, celula poate reproduce o helix în aproximativ o oră, o viteză de 720 de ori. În timpul procesului, bule de replicare multiple pe fiecare cromozom rezultă lungimi mici de ADN care sunt apoi împărțite împreună pentru a forma produsul finit. Avantajul multiplelor origini este că permite diviziunea celulară relativ rapidă și creșterea organismului. De exemplu, o mamă umană ar trebui să ducă un făt timp de 540 de ani înainte de a naște, dacă ar trebui să depindă de o singură origine a replicării pe fiecare cromozom.