Предимството да има много репликационни произходи в еукариотна хромозома

Една обща характеристика на живите клетки е, че те се делят. Преди една клетка да се превърне в две, клетката трябва да направи копие на своята ДНК или дезоксирибонуклеинова киселина, която съдържа нейната генетична информация. Еукариотните клетки съхраняват ДНК в хромозоми, затворени в мембраните на клетъчното ядро. Без произхода на множествена репликация, репликацията ще отнеме много повече време и ще забави растежа на клетките.

ДНК е дълговерижна молекула с гръбнак от редуващи се захарна и фосфатна групи. Една от четирите нуклеотидни основи - пръстеновидни молекули, съдържащи азот - увисва от всяка захарна група. Две вериги на ДНК образуват структура с двойна спирала, в която основата на всяко място на захарта се свързва с нейната допълнителна основа върху сестринската верига. Разрешени са само определени сдвоявания, така че ако идентифицирате основа на едната нишка, вие знаете основата в същата позиция на другата нишка.

При еукариотите хромозомите са цилиндрични структури на хроматин, който е смес от ДНК и хистонови протеини. Човешките клетки имат 23 двойки хромозоми, по един член от всеки родител. Човешката хромозома съдържа около 150 милиона базови двойки. Хроматинът е плътно сгънат, за да компресира ДНК, така че да се побере в клетка. Ако сложите край до край на цялата ДНК в човешка клетка, тя ще бъде около 6 фута. За да се получи репликация, спиралата на ДНК трябва да се разгърне непосредствено преди копирането.

Еукариотните клетки се редуват между растеж и делене и ДНК се репликира по време на фазата на растеж. ДНК навлиза в спокойно състояние, което позволява достъп чрез ДНК полимераза, ензимът, който копира всяка верига. Друг ензим, хеликаза, първо разделя двете насаждения в регион, наречен репликационен произход. Всяка верига служи като шаблон за нова верига с допълнителна последователност от нуклеотидни бази. Репликационен балон, заобикалящ молекулата на полимеразата, се движи по всяка верига на ДНК по време на операцията за копиране. Старите и новите нишки се закопчават в задната част на балона.

ДНК полимеразата може да транскрибира еукариотни хромозоми със скорост от около 50 базови двойки в секунда. Ако хромозомата имаше само един произход на репликация, ще отнеме около месец, за да се копира една спирала на ДНК. Използвайки множество източници, клетката може да репликира спирала за около час, 720-кратно ускорение. По време на процеса многократни репликационни мехурчета на всяка хромозома изхвърлят малки дължини на ДНК, които след това се сливат, за да образуват крайния продукт. Предимството на множествения произход е, че позволява относително бързо клетъчно делене и растеж на организма. Например, човешката майка ще трябва да носи плод 540 години преди да роди, ако трябва да зависи от един произход на репликация на всяка хромозома.