Acidul dezoxiribonucleic sau ADN este molecula naturii pentru transmiterea informațiilor genetice de-a lungul generațiilor. Majoritatea fiecărei celule din corpul dvs. conține 46 de cromozomi - un set de 23 de la fiecare părinte - pe care celula trebuie să le reproducă înainte de a se putea diviza.
Citiți mai multe despre structura, funcția și importanța ADN-ului.
Pe de altă parte, o bacterie (și alte procariote) are de obicei un singur cromozom. În mod surprinzător, este nevoie de aproximativ același timp, aproximativ o oră sau mai puțin, pentru ca dvs. și o bacterie să reproduceți ADN prin aceleași etape de replicare a ADN-ului.
Bazele ADN-ului: Structură
Momentul replicării depinde de viteza de replicare a ADN-ului, de cantitatea de ADN din celulă și de numărul de origini de replicare pe fiecare moleculă de ADN. ADN-ul este un polimer lung cu o coloană vertebrală de grupuri alternante de zahăr și fosfat. Una din cele patru baze nucleotidice azotate atârnă de fiecare grupă de zahăr. Secvența bazelor este un alfabet din patru litere care descrie secvența aminoacizilor din proteine, moleculele care sunt responsabile pentru trăsăturile dvs. fizice și biochimie.
Bazele ADN-ului: Replicare
Cromozomii sunt pachete compacte de ADN și proteine. Două fire de ADN formează o dublă helix în inima fiecărui cromozom.
Citiți mai multe despre ce este un cromozom.
Pentru ca replicarea să continue, echipamentul celulei trebuie să dezarhiveze dubla helix și să utilizeze fiecare fir expus ca șablon pentru construirea unui nou fir de partener. Aceasta este o replicare semiconservatoare, în care produsul final este de două spirale, fiecare cu un fir original și unul nou. Perechile de baze din șablonul șablon determină pe cele din noua șuviță printr-un proces de asociere complementară - fiecare tip de bază de nucleotide se poate împerechea numai cu un partener specific.
Etape generale de replicare a ADN-ului
Acestea sunt elementele de bază ale ADN-ului pentru replicarea ADN-ului.
Pasul 1: Formulare furculiță de replicare. O enzimă numită ADN helicază „dezarhivează” dubla helix într-o formațiune cu Y-furcat.
Pasul 2: Legarea grundurilor. Primerii ADN se leagă de zonele în care enzima de replicare, ADN polimeraza, va începe să se replice. Primerii acționează ca un semnal către enzimă și îi permit să știe de unde să înceapă și în ce direcție să meargă.
Pasul 3: Alungire. Aceasta este faza în care ADN-ul este de fapt reprodus. ADN-polimeraza „alungeste” noua catena, ceea ce inseamna ca incepe sa produca noua catena bazata pe fiecare catena matrita.
Pasul 4: Rezilierea. Odată ce replicarea este completă, se întâmplă câteva lucruri. În primul rând, o enzimă numită "exonuclează" scoate primerii de pe ADN și acele pete sunt umplute cu secvența adecvată de ADN.
Apoi, o catenă (numită „catenă„ întârziată ”) are nevoie de ADN ligază pentru a conecta fragmentele de ADN care tocmai au fost reproduse. O altă enzimă apare pentru a verifica și remedia eventualele erori comise în timpul replicării. Ultimul pas de replicare a ADN-ului este atunci când telomeraza adaugă secvențe speciale numite „telomeri” la capătul firelor.
Replicarea bacteriană
Cromozomul unic al unei bacterii este o buclă de ADN bicatenar. Numărul bazelor poate varia de la o specie la alta. Cunoscuta bacterie E. coli are 4,7 milioane de perechi de baze care durează aproximativ 40 de minute pentru a se reproduce, ceea ce implică o viteză de peste 1.000 de baze pe secundă.
Replicarea începe de la o singură locație fixă și continuă pe fiecare fir în direcții opuse. Procesul de replicare include un pas de corectură care asigură o rată de greșeală nu mai mare de unul din un miliard.
Replicarea eucariotă
Celulele oamenilor și ale altor eucariote au organizat nuclee care încadrează un set de cromozomi. Cromozomul uman tipic are aproximativ 150 de milioane de perechi de baze pe care celula le reproduce cu o rată de 50 de perechi pe secundă. La acea viteză de replicare a ADN-ului, celula ar fi nevoie de peste o lună pentru a copia un cromozom.
Faptul că durează doar o oră se datorează originilor multiple de replicare. Replicarea se desfășoară simultan din multe puncte diferite de pe cromozom, iar enzimele unesc secțiunile împreună pentru a forma copia finală intactă. Toți cei 46 de cromozomi umani se reproduc în același timp, în timpul fazei S a ciclului celular.