Дезоксирибонуклеиновата киселина или ДНК е молекулата на природата за предаване на генетична информация през поколенията. Повечето всяка клетка в тялото ви съдържа 46 хромозоми - набор от 23 от всеки родител - които клетката трябва да се репликира, преди да може да се раздели.
Прочетете повече за структурата, функцията и важността на ДНК.
От друга страна, бактерията (и други прокариоти) обикновено има една хромозома. Изненадващо, отнема приблизително едно и също време, около час или по-малко, докато вие и бактерията репликирате ДНК чрез същите стъпки на репликация на ДНК.
Основи на ДНК: Структура
Времето за репликация зависи от скоростта на репликация на ДНК, количеството ДНК в клетката и броя на репликационните източници на всяка молекула на ДНК. ДНК е дълъг полимер с гръбнак от редуващи се захарни и фосфатни групи. Една от четирите азотни нуклеотидни основи увисва от всяка захарна група. Последователността на основите е четирибуквена азбука, която изписва последователността на аминокиселините в протеините, молекулите, които са отговорни за вашите физически черти и биохимия.
ДНК основи: Репликация
Хромозомите са компактни пакети от ДНК и протеини. Две вериги на ДНК образуват двойна спирала в сърцето на всяка хромозома.
Прочетете повече за това какво е хромозома.
За да продължи репликацията, машината на клетката трябва да разархивира двойната спирала и да използва всяка изложена нишка като шаблон за изграждане на нова партньорска верига. Това е полуконсервативна репликация, при която крайният продукт е две спирали, всяка с оригинална верига и нова. Основните двойки в веригата на шаблона определят тези в новата верига чрез процес на допълнително сдвояване - всеки тип нуклеотидна основа може да се сдвоява само с определен партньор.
Общи стъпки на репликация на ДНК
Това са ДНК основите на репликацията на ДНК.
Стъпка 1: Формуляри за репликация. Ензим, наречен ДНК хеликаза, „разкопчава“ двойната спирала в Y-разклонена формация.
Стъпка 2: Праймери се обвързват. ДНК праймерите се свързват с областите, където репликационният ензим, ДНК полимераза, ще започне да се репликира. Праймерите действат като сигнал към ензима и му казват откъде да започнат и в каква посока да вървят.
Стъпка 3: Удължаване. Това е фазата, в която ДНК всъщност се репликира. ДНК полимеразата "удължава" новата верига, което означава, че започва да създава новата верига, базирана на всяка матрична верига.
Стъпка 4: Прекратяване. След като репликацията завърши, се случват няколко неща. Първо, ензим, наречен "екзонуклеаза", отнема праймерите от ДНК и тези петна се запълват с правилната ДНК последователност.
След това една верига (наречена „изоставаща„ верига “) се нуждае от ДНК лигаза, за да свърже фрагментите на ДНК, които току-що са били реплицирани. Друг ензим идва, за да провери и отстрани всички грешки, допуснати по време на репликацията. Последният от етапите на репликация на ДНК е, когато теломеразата добавя специални последователности, наречени "теломери" в края на нишките.
Бактериална репликация
Единичната хромозома на бактерията е верига от двуверижна ДНК. Броят на основите може да варира при различните видове. Добре познатите бактерии E. coli има 4.7 милиона базови двойки, които отнемат около 40 минути, за да се възпроизведат, което предполага скорост от над 1000 бази в секунда.
Репликацията започва от едно и също фиксирано място и продължава на всеки направление в противоположни посоки. Процесът на репликация включва стъпка за корекция, която осигурява степен на грешка не по-висока от една на един милиард.
Репликация на еукариот
Клетките на хората и други еукариоти имат организирани ядра, затварящи набор от хромозоми. Типичната човешка хромозома има около 150 милиона базови двойки, които клетката репликира със скорост 50 двойки в секунда. При тази скорост на репликация на ДНК на клетката ще отнеме повече от месец, за да копира хромозома.
Фактът, че отнема само един час, се дължи на множество източници на репликация. Репликацията едновременно протича от много различни точки на хромозомата и ензимите се присъединяват към секциите заедно, за да образуват окончателното непокътнато копие. Всички 46 човешки хромозоми се репликират едновременно, по време на S фазата на клетъчния цикъл.
