Viena bendra gyvų ląstelių savybė yra ta, kad jos dalijasi. Kad viena ląstelė galėtų virsti dviem, ląstelė turi padaryti savo DNR arba dezoksiribonukleino rūgšties, kurioje yra jos genetinė informacija, kopiją. Eukariotinės ląstelės saugo DNR chromosomose, uždarose ląstelės branduolio membranose. Be daugybinių replikacijos pradų, replikacija užtruktų daug ilgiau ir sulėtintų ląstelių augimą.
DNR 101
DNR yra ilgos grandinės molekulė, kurios pagrindas yra kintančios cukraus ir fosfato grupės. Kiekvienoje cukraus grupėje kabo viena iš keturių nukleotidų bazių - žiedo formos molekulės, kuriose yra azoto. Dvi DNR grandinės suformuoja dvigubą spiralės struktūrą, kurioje pagrindas kiekvienoje cukraus vietoje susijungia su papildoma baze ant sesers grandinės. Leidžiamos tik tam tikros poros, taigi, jei nustatote pagrindą vienoje sruogoje, jūs žinote pagrindą toje pačioje pozicijoje kitoje sruogoje.
Chromosomos
Eukariotuose chromosomos yra cilindrinės chromatino struktūros, kuri yra DNR ir histono baltymų mišinys. Žmogaus ląstelėse yra 23 poros chromosomų, po vieną porą iš kiekvieno iš tėvų. Žmogaus chromosomoje yra apie 150 milijonų bazių porų. Chromatinas yra tvirtai sulankstytas, kad suspaustų DNR, kad ji tilptų į ląstelę. Jei nustatytumėte visą DNR žmogaus ląstelėje, tai būtų maždaug 6 pėdos. Kad atsirastų replikacija, prieš pat kopijavimą reikia atsukti DNR spiralę.
Replikacija
Eukariotinės ląstelės keičiasi augimu ir dalijimusi, o DNR replikuojama augimo fazėje. DNR patenka į atpalaiduotą būseną, leidžiančią pasiekti DNR polimerazę, fermentą, kuris kopijuoja kiekvieną grandinę. Kitas fermentas - helikazė - pirmiausia atskiria du stendus regione, vadinamame replikacijos pradžia. Kiekviena grandinė tarnauja kaip naujos gijos šablonas su papildoma nukleotidų bazių seka. Replikacijos burbulas, supantis polimerazės molekulę, kopijavimo operacijos metu juda palei kiekvieną DNR grandinę. Senos ir naujos sruogos užtraukiamos kartu burbulo gale.
Laiko reikalavimai
DNR polimerazė gali perrašyti eukariotų chromosomas maždaug 50 bazinių porų per sekundę greičiu. Jei chromosoma turėjo tik vieną replikacijos pradžią, vienos DNR spiralės nukopijavimas užtruko apie mėnesį. Naudodama kelias ištakas, ląstelė per maždaug valandą gali pakartoti spiralę - 720 kartų greičiau. Proceso metu daugybiniai replikacijos burbuliukai kiekvienoje chromosomoje išmuša mažus DNR ilgius, kurie vėliau sujungiami ir sudaromas galutinis produktas. Daugialypės kilmės pranašumas yra tas, kad jis leidžia palyginti greitai dalytis ląstelėmis ir organizmo augimu. Pavyzdžiui, motina, turinti žmogaus vaisių, prieš gimdymą turėtų nešiotis vaisių 540 metų, jei kiekvienoje chromosomoje ji turėjo priklausyti nuo vienos replikacijos kilmės.
