ميزة وجود العديد من أصول النسخ المتماثل في كروموسوم حقيقي النواة

من الخصائص العامة للخلايا الحية أنها تنقسم. قبل أن تتحول خلية واحدة إلى خليتين ، يجب أن تقوم الخلية بعمل نسخة من حمضها النووي ، أو حمض الديوكسي ريبونوكلييك ، الذي يحتوي على معلوماتها الجينية. تخزن الخلايا حقيقية النواة الحمض النووي في الكروموسومات المحاطة بأغشية نواة الخلية. بدون أصول النسخ المتماثل المتعددة ، سيستغرق التكرار وقتًا أطول ويبطئ نمو الخلايا.

الحمض النووي عبارة عن جزيء طويل السلسلة له عمود فقري لمجموعات متناوبة من السكر والفوسفات. واحدة من أربع قواعد للنيوكليوتيدات - جزيئات على شكل حلقة تحتوي على نيتروجين - تتدلى من كل مجموعة سكر. تشكل خصلتان من الحمض النووي بنية حلزونية مزدوجة حيث ترتبط القاعدة في كل موقع سكر بقاعدتها التكميلية على الشريط الشقيق. يُسمح فقط بأزواج معينة ، لذلك إذا حددت قاعدة على خصلة واحدة ، فأنت تعرف القاعدة في نفس الموضع على الشريط الآخر.

في حقيقيات النوى ، الكروموسومات عبارة عن هياكل أسطوانية من الكروماتين ، وهو مزيج من بروتينات الحمض النووي والهيستون. تحتوي الخلايا البشرية على 23 زوجًا من الكروموسومات ، زوج واحد من كل والد. يحتوي الكروموسوم البشري على حوالي 150 مليون زوج أساسي. يتم طي الكروماتين بإحكام لضغط الحمض النووي بحيث يتناسب مع الخلية. إذا وضعت حدًا لإنهاء كل الحمض النووي في خلية بشرية ، فسيبلغ قياسها حوالي 6 أقدام. لكي يحدث النسخ المتماثل ، يجب فك حلزون الحمض النووي قبل النسخ مباشرة.

تتناوب الخلايا حقيقية النواة بين النمو والانقسام ، ويتكرر الحمض النووي خلال مرحلة النمو. يدخل الحمض النووي في حالة استرخاء تسمح بالوصول إلى بوليميراز الحمض النووي ، وهو الإنزيم الذي ينسخ كل خيط. إنزيم آخر ، هوليكاز ، يفصل أولاً بين الحاملتين في منطقة تسمى أصل النسخ المتماثل. يعمل كل خيط كقالب لجدول جديد مع تسلسل مكمل لقواعد النوكليوتيدات. تتحرك فقاعة النسخ المحيطة بجزيء البوليميراز على طول كل خيط DNA أثناء عملية النسخ. يتم دمج الخيوط القديمة والجديدة معًا في الجزء الخلفي من الفقاعة.

يمكن لبوليميراز الحمض النووي نسخ الكروموسومات حقيقية النواة بمعدل حوالي 50 زوجًا قاعديًا في الثانية. إذا كان للكروموسوم أصل واحد للتكاثر ، فسيستغرق نسخ حلزون DNA واحد حوالي شهر. باستخدام أصول متعددة ، يمكن للخلية تكرار حلزون في حوالي ساعة ، تسريع 720 ضعفًا. أثناء العملية ، فقاعات النسخ المتعددة على كل كروموسوم تنتج أطوالًا صغيرة من الحمض النووي التي يتم تقطيعها معًا لتشكيل المنتج النهائي. تكمن ميزة الأصول المتعددة في أنها تسمح بانقسام الخلايا سريعًا نسبيًا ونمو الكائن الحي. على سبيل المثال ، يجب على الأم البشرية أن تحمل جنينًا لمدة 540 عامًا قبل الولادة إذا كان عليها الاعتماد على أصل واحد للتكاثر على كل كروموسوم.