生細胞の一般的な特徴の1つは、細胞が分裂することです。 1つの細胞が2つに変わる前に、細胞はそのDNA、またはその遺伝情報を含むデオキシリボ核酸のコピーを作成する必要があります。 真核細胞は、細胞核の膜に囲まれた染色体にDNAを保存します。 複数の複製起点がないと、複製にかかる時間がはるかに長くなり、細胞の成長が遅くなります。
DNA 101
DNAは、糖基とリン酸基が交互になっている骨格を持つ長鎖分子です。 4つのヌクレオチド塩基の1つ（窒素を含むリング状の分子）が各糖グループにぶら下がっています。 DNAの2本の鎖は二重らせん構造を形成し、各糖位置の塩基が姉妹鎖の相補的な塩基に結合します。 特定のペアリングのみが許可されているため、一方のストランドの塩基を特定すると、もう一方のストランドの同じ位置にある塩基がわかります。
染色体
真核生物では、染色体はDNAとヒストンタンパク質の混合物であるクロマチンの円筒形の構造です。 人間の細胞には23対の染色体があり、各親から1対のメンバーがいます。 人間の染色体には約1億5000万塩基対が含まれています。 クロマチンはしっかりと折りたたまれてDNAを圧縮し、細胞に収まるようにします。 人間の細胞内のすべてのDNAを端から端まで配置すると、約6フィートになります。 複製を行うには、コピーの直前にDNAらせんをほどく必要があります。
レプリケーション
真核細胞は成長と分裂を交互に繰り返し、DNAは成長段階で複製されます。 DNAは弛緩状態に入り、各鎖をコピーする酵素であるDNAポリメラーゼによるアクセスが可能になります。 別の酵素であるヘリカーゼは、最初に複製起点と呼ばれる領域で2つのスタンドを分離します。 各鎖は、ヌクレオチド塩基の相補的な配列を持つ新しい鎖のテンプレートとして機能します。 ポリメラーゼ分子を取り巻く複製バブルは、コピー操作中に各DNA鎖に沿って移動します。 古いストランドと新しいストランドは、バブルの背面で一緒にジッパーで固定されます。
タイミング要件
DNAポリメラーゼは、毎秒約50塩基対の速度で真核生物の染色体を転写することができます。 染色体の複製起点が1つしかない場合、1つのDNAらせんをコピーするのに約1か月かかります。 複数の起点を使用することにより、細胞は約1時間でらせんを複製でき、720倍のスピードアップになります。 プロセス中に、各染色体上の複数の複製バブルが短い長さのDNAを解き放ち、それらをつなぎ合わせて最終製品を形成します。 複数の起源の利点は、それが比較的迅速な細胞分裂と生物の成長を可能にすることです。 たとえば、人間の母親は、各染色体の単一の複製起点に依存する必要がある場合、出産する前に540年間胎児を運ぶ必要があります。