डीएनए अणु को दोहराने में कितना समय लगता है?

डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड, या डीएनए, पीढ़ियों में आनुवंशिक जानकारी प्रसारित करने के लिए प्रकृति का अणु है। आपके शरीर की अधिकांश प्रत्येक कोशिका में 46 गुणसूत्र होते हैं - प्रत्येक माता-पिता से 23 का एक सेट - जिसे विभाजित करने से पहले कोशिका को दोहराना होगा।
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दूसरी ओर, एक जीवाणु (और अन्य प्रोकैरियोट्स) में आमतौर पर एक ही गुणसूत्र होता है। आश्चर्यजनक रूप से, आपको और एक जीवाणु को एक ही डीएनए प्रतिकृति चरणों के माध्यम से डीएनए को दोहराने में लगभग एक ही समय, लगभग एक घंटे या उससे कम समय लगता है।

प्रतिकृति का समय डीएनए प्रतिकृति की गति, कोशिका में डीएनए की मात्रा और प्रत्येक डीएनए अणु पर प्रतिकृति उत्पत्ति की संख्या पर निर्भर करता है। डीएनए एक लंबा बहुलक है जिसमें बारी-बारी से चीनी और फॉस्फेट समूह होते हैं। प्रत्येक चीनी समूह से चार नाइट्रोजनस न्यूक्लियोटाइड बेस में से एक लटका हुआ है। क्षारों का क्रम चार अक्षरों वाला वर्णमाला है जो प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम को बताता है, वे अणु जो आपके भौतिक लक्षणों और जैव रसायन के लिए जिम्मेदार हैं।

क्रोमोसोम डीएनए और प्रोटीन के कॉम्पैक्ट पैकेज होते हैं। डीएनए के दो स्ट्रैंड प्रत्येक गुणसूत्र के दिल में एक डबल हेलिक्स बनाते हैं।
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आगे बढ़ने के लिए प्रतिकृति के लिए, सेल की मशीनरी को डबल हेलिक्स को खोलना होगा और एक नए पार्टनर स्ट्रैंड के निर्माण के लिए प्रत्येक एक्सपोज्ड स्ट्रैंड को टेम्पलेट के रूप में उपयोग करना होगा। यह अर्ध-रूढ़िवादी प्रतिकृति है, जिसमें अंतिम उत्पाद दो हेलिकॉप्टर हैं, जिनमें से प्रत्येक में एक मूल किनारा और एक नया है। टेम्प्लेट स्ट्रैंड में आधार जोड़े पूरक जोड़ी की प्रक्रिया के माध्यम से नए स्ट्रैंड में निर्धारित करते हैं - प्रत्येक प्रकार का न्यूक्लियोटाइड बेस केवल एक विशिष्ट साथी के साथ जोड़ा जा सकता है।

ये डीएनए प्रतिकृति की डीएनए मूल बातें हैं।

चरण 1: प्रतिकृति कांटा प्रपत्र। डीएनए हेलिसेज़ नामक एक एंजाइम डबल हेलिक्स को वाई-फोर्कड फॉर्मेशन में "अनज़िप" करता है।

चरण 2: प्राइमर बाइंड। डीएनए प्राइमर उन क्षेत्रों से जुड़ते हैं जहां प्रतिकृति एंजाइम, डीएनए पोलीमरेज़, प्रतिकृति बनाना शुरू कर देगा। प्राइमर एंजाइम के लिए एक संकेत के रूप में कार्य करते हैं और यह बताते हैं कि कहां से शुरू करना है और किस दिशा में जाना है।

चरण 3: बढ़ाव। यह वह चरण है जहां डीएनए वास्तव में दोहराया जाता है। डीएनए पोलीमरेज़ नए स्ट्रैंड को "लम्बा" करता है, जिसका अर्थ है कि यह प्रत्येक टेम्प्लेट स्ट्रैंड के आधार पर नया स्ट्रैंड बनाना शुरू कर देता है।

चरण 4: समाप्ति। एक बार प्रतिकृति पूरी हो जाने के बाद, कुछ चीजें होती हैं। सबसे पहले, "एक्सोन्यूक्लिज़" नामक एक एंजाइम डीएनए से प्राइमरों को हटा देता है और उन धब्बों को उचित डीएनए अनुक्रम से भर दिया जाता है।

इसके बाद, एक स्ट्रैंड (जिसे "लैगिंग" स्ट्रैंड कहा जाता है) को डीएनए के टुकड़ों को जोड़ने के लिए डीएनए लिगेज की आवश्यकता होती है, जिन्हें अभी दोहराया गया था। एक अन्य एंजाइम प्रतिकृति के दौरान की गई किसी भी त्रुटि को जांचने और ठीक करने के लिए आता है। डीएनए प्रतिकृति चरणों में से अंतिम तब होता है जब टेलोमेरेज़ किस्में के अंत में "टेलोमेरेस" नामक विशेष अनुक्रम जोड़ता है।

एक जीवाणु का एकल गुणसूत्र डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए का एक लूप होता है। आधारों की संख्या एक प्रजाति से दूसरी प्रजाति में भिन्न हो सकती है। प्रसिद्ध बैक्टीरिया ई। कोलाई में 4.7 मिलियन बेस जोड़े हैं जिन्हें दोहराने में लगभग 40 मिनट लगते हैं, जिसका अर्थ है कि प्रति सेकंड 1,000 से अधिक बेस की गति।

प्रतिकृति एक निश्चित स्थान पर शुरू होती है और प्रत्येक स्ट्रैंड पर विपरीत दिशाओं में आगे बढ़ती है। प्रतिकृति प्रक्रिया में एक प्रूफरीडिंग चरण शामिल होता है जो यह सुनिश्चित करता है कि गलती दर एक अरब में एक से अधिक न हो।

मनुष्यों और अन्य यूकेरियोट्स की कोशिकाओं ने गुणसूत्रों के एक समूह को घेरते हुए नाभिक का आयोजन किया है। सामान्य मानव गुणसूत्र में लगभग 150 मिलियन आधार जोड़े होते हैं जिन्हें कोशिका 50 जोड़े प्रति सेकंड की दर से दोहराती है। डीएनए प्रतिकृति की उस गति से, कोशिका को एक गुणसूत्र की प्रतिलिपि बनाने में एक महीने से अधिक समय लगेगा।

तथ्य यह है कि कई प्रतिकृति उत्पत्ति के कारण केवल एक घंटा लगता है। प्रतिकृति एक साथ गुणसूत्र पर कई अलग-अलग बिंदुओं से आगे बढ़ती है, और एंजाइम अंतिम अक्षुण्ण प्रतिलिपि बनाने के लिए एक साथ वर्गों में शामिल होते हैं। कोशिका चक्र के S चरण के दौरान, सभी 46 मानव गुणसूत्र एक ही समय में दोहराते हैं।