Ena splošna značilnost živih celic je, da se delijo. Preden se ena celica lahko spremeni v dve, mora celica narediti kopijo svoje DNA ali deoksiribonukleinske kisline, ki vsebuje njene genetske informacije. Eukariontske celice shranjujejo DNA v kromosomih, zaprtih v membranah celičnega jedra. Brez izvora večkratne replikacije bi replikacija trajala veliko dlje in upočasnila rast celic.
DNA 101
DNA je dolgoverižna molekula z hrbtenico izmeničnih sladkornih in fosfatnih skupin. Ena od štirih nukleotidnih baz - molekul v obliki obroča, ki vsebujejo dušik - visi od vsake skupine sladkorja. Dve verigi DNA tvorita dvojno vijačno strukturo, v kateri se osnova na vsaki lokaciji sladkorja veže na svojo komplementarno bazo na sestrski verigi. Dovoljena so samo določena združevanja, tako da če prepoznate podlago na enem pramenu, poznate podlago na istem položaju na drugem pramenu.
Kromosomi
Pri evkariontih so kromosomi valjaste strukture kromatina, ki je mešanica proteinov DNA in histona. Človeške celice imajo 23 parov kromosomov, po en član od vsakega starša. Človeški kromosom vsebuje približno 150 milijonov baznih parov. Kromatin je tesno prepognjen, da stisne DNA, tako da se prilega celici. Če bi postavili konec celotne DNK v človeški celici, bi meril približno 6 čevljev. Da pride do replikacije, je treba spiralno DNA odviti tik pred kopiranjem.
Replikacija
Eukariontske celice se izmenjujejo med rastjo in delitvijo, DNA pa se razmnožuje v fazi rasti. DNA preide v sproščeno stanje, ki omogoča dostop z DNA polimerazo, encimom, ki kopira vsako verigo. Drug encim, helikaza, najprej loči sestoje v regiji, imenovani replikacijski izvor. Vsaka veriga služi kot predloga za novo verigo z komplementarnim zaporedjem nukleotidnih baz. Med kopiranjem se vzdolž vsake verige DNA premika replikacijski mehurček, ki obdaja molekulo polimeraze. Stari in novi prameni se zadrgata na zadnji strani mehurčka.
Zahteve glede časa
DNA polimeraza lahko prepiše evkariontske kromosome s hitrostjo približno 50 baznih parov na sekundo. Če bi imel kromosom samo en izvor replikacije, bi trajal približno en mesec, da bi kopiral eno vijačnico DNA. Z uporabo več izvorov lahko celica v približno eni uri ponovi vijačnico, kar je 720-krat večja hitrost. Med postopkom večkratni replikacijski mehurčki na vsakem kromosomu izločijo majhne dolžine DNA, ki se nato spojijo, da nastane končni izdelek. Prednost več izvorov je, da omogoča razmeroma hitro delitev celic in rast organizma. Na primer, človeška mati bi morala roditi plod 540 let pred porodom, če bi morala biti odvisna od enega samega izvora replikacije na vsakem kromosomu.