היתרון שיש מקורות שכפול רבים בכרומוזום אוקריוטי

מאפיין כללי אחד של תאים חיים הוא שהם מתחלקים. לפני שתא אחד יכול להפוך לשניים, על התא ליצור העתק מה- DNA שלו, או מחומצה דאוקסיריבונוקלאית, המכילה את המידע הגנטי שלו. תאים אוקריוטיים מאחסנים DNA בכרומוזומים הסגורים בקרומים של גרעין תאים. ללא מקורות שכפול מרובים, שכפול ייקח הרבה יותר זמן ויאט את צמיחת התאים.

DNA הוא מולקולה ארוכת שרשרת עם עמוד שדרה של קבוצות סוכר ופוספט מתחלפות. אחד מארבעה בסיסי נוקלאוטיד - מולקולות בצורת טבעת המכילות חנקן - תלוי בכל קבוצת סוכר. שני גדילי DNA יוצרים מבנה סליל כפול שבו הבסיס בכל מיקום סוכר נקשר לבסיסו המשלים על קווצת האח. רק התאמות מסוימות מותרות, כך שאם אתה מזהה בסיס על קווצה אחת, אתה מכיר את הבסיס באותו מיקום על הקו השני.

באאוקריוטים הכרומוזומים הם מבנים גליליים של הכרומטין, שהוא תערובת של DNA וחלבוני היסטון. בתאים אנושיים יש 23 זוגות כרומוזומים, חבר זוג אחד מכל הורה. כרומוזום אנושי מכיל כ -150 מיליון זוגות בסיס. הכרומטין מקופל היטב כדי לדחוס את ה- DNA כך שהוא ישתלב בתא. אם היית מציב קצה לסיום כל ה- DNA בתא אנושי, זה היה מודד כ- 6 מטר. כדי שהשכפול יתרחש, יש להסיר את סליל ה- DNA ממש לפני ההעתקה.

תאים אוקריוטים מתחלפים בין צמיחה לחלוקה, ו- DNA משוכפל בשלב הצמיחה. ה- DNA נכנס למצב נינוח המאפשר גישה באמצעות DNA פולימראז, האנזים שמעתיק כל גדיל. אנזים אחר, הליקאז, מפריד לראשונה בין שני הדוכנים באזור המכונה מקור שכפול. כל קווצה משמשת תבנית לחוט חדש עם רצף משלים של בסיסי נוקליאוטידים. בועת שכפול המקיפה את מולקולת הפולימראז נעה לאורך כל גדיל DNA במהלך פעולת ההעתקה. החוטים הישנים והחדשים רוכזים יחד בחלק האחורי של הבועה.

פולימראז DNA יכול להעתיק כרומוזומים אוקריוטיים בקצב של כ- 50 זוגות בסיס לשנייה. אם לכרומוזום היה רק ​​מקור אחד של שכפול, היה לוקח כחודש להעתיק סליל DNA אחד. על ידי שימוש במקורות מרובים, התא יכול לשכפל סליל תוך כשעה, מהירות של פי 720. במהלך התהליך, בועות שכפול מרובות על כל כרומוזום מחטטות אורכים קטנים של DNA שנחברים אז ליצירת המוצר המוגמר. היתרון במספר מקורות הוא בכך שהוא מאפשר חלוקת תאים מהירה יחסית וצמיחת אורגניזם. לדוגמא, אם אנושית תצטרך לשאת עובר במשך 540 שנה לפני הלידה אם היא צריכה להיות תלויה במקור שכפול אחד בכל כרומוזום.