Deoxyribonukleinsyre eller DNA er naturens molekyle til transmission af genetisk information på tværs af generationer. Mest alle celler i din krop indeholder 46 kromosomer - et sæt på 23 fra hver forælder - som cellen skal replikere, før den kan dele sig.
Læs mere om strukturen, funktionen og vigtigheden af DNA.
På den anden side har en bakterie (og andre prokaryoter) normalt et enkelt kromosom. Overraskende nok tager det omtrent samme tid, cirka en time eller mindre, for dig og en bakterie at replikere DNA gennem de samme DNA-replikationstrin.
DNA-grundlæggende: Struktur
Tidspunktet for replikation afhænger af hastigheden af DNA-replikation, mængden af DNA i cellen og antallet af replikationsoprindelse på hvert DNA-molekyle. DNA er en lang polymer med en rygrad af skiftende sukker- og fosfatgrupper. En af fire nitrogenholdige nukleotidbaser hænger ud for hver sukkergruppe. Basesekvensen er et alfabet på fire bogstaver, der staver sekvensen af aminosyrer i proteiner, de molekyler, der er ansvarlige for dine fysiske træk og biokemi.
Grundlæggende om DNA: Replikering
Kromosomer er kompakte pakker med DNA og proteiner. To DNA-tråde danner en dobbelt helix i hjertet af hvert kromosom.
Læs mere om, hvad et kromosom er.
For at replikering kan fortsætte, skal cellens maskiner pakke den dobbelte spiral ud og bruge hver eksponeret streng som en skabelon til at opbygge en ny partnerstreng. Dette er en halvkonservativ replikering, hvor det endelige produkt er to helixer, hver med en original streng og en ny. Baseparene i skabelonstrengen bestemmer dem i den nye streng gennem en proces med komplementær parring - hver type nukleotidbase kan kun parres med en bestemt partner.
Generelle trin til DNA-replikering
Dette er DNA-grundlæggende DNA-replikation.
Trin 1: Replikeringsgaffelformularer. Et enzym kaldet DNA-helikase "pakker" den dobbelte spiral ud i en Y-forked formation.
Trin 2: Primers Bind. DNA-primere binder til de områder, hvor replikationsenzymet, DNA-polymerase, begynder at replikere. Primerne fungerer som et signal til enzymet og lader det vide, hvor man skal starte, og hvilken retning man skal gå i.
Trin 3: Forlængelse. Dette er den fase, hvor DNA'et faktisk replikeres. DNA-polymerasen "forlænger" den nye streng, hvilket betyder, at den begynder at gøre den nye streng baseret på hver skabelonstreng.
Trin 4: Opsigelse. Når replikeringen er afsluttet, sker der et par ting. For det første fjerner et enzym kaldet "exonuklease" primerne fra DNA'et, og disse pletter udfyldes med den korrekte DNA-sekvens.
Dernæst har en streng (kaldet den "efterslæbende" streng "brug for DNA-ligase for at forbinde fragmenterne af DNA, der netop blev replikeret. Et andet enzym kommer igennem for at kontrollere og rette eventuelle fejl, der er foretaget under replikering. Det sidste af DNA-replikeringstrinnene er, når telomerase tilføjer specielle sekvenser kaldet "telomerer" til slutningen af strengene.
Bakteriel replikation
En enkelt kromosom af en bakterie er en løkke med dobbeltstrenget DNA. Antallet af baser kan variere fra art til art. De velkendte bakterier E. coli har 4,7 millioner basepar, der tager cirka 40 minutter at replikere, hvilket betyder en hastighed på over 1.000 baser pr. sekund.
Replikering starter på et enkelt fast sted og fortsætter på hver streng i modsatte retninger. Replikeringsprocessen inkluderer et korrekturlæsningstrin, der sikrer en fejlrate ikke højere end en ud af en milliard.
Eukaryot replikering
Celler fra mennesker og andre eukaryoter har organiserede kerner, der omslutter et sæt kromosomer. Det typiske humane kromosom har ca. 150 millioner basepar, som cellen replikerer med en hastighed på 50 par pr. Sekund. Med den hastighed af DNA-replikering ville det tage cellen over en måned at kopiere et kromosom.
Det faktum, at det kun tager en time, skyldes flere replikationsoprindelse. Replikering fortsætter samtidig fra mange forskellige punkter på kromosomet, og enzymer forbinder sektionerne sammen for at danne den endelige intakte kopi. Alle 46 humane kromosomer replikerer på samme tid under S-fasen af cellecyklussen.
