Деоксирибонуклеинска киселина или ДНК је природни молекул за пренос генетичких информација кроз генерације. Већина сваке ћелије у вашем телу садржи 46 хромозома - скуп од 23 од сваког родитеља - које ћелија мора да реплицира пре него што се подели.
Прочитајте више о структури, функцији и важности ДНК.
С друге стране, бактерија (и други прокариоти) обично имају један хромозом. Изненађујуће, потребно је приближно исто време, отприлике сат времена или мање, да ви и бактерија реплицирате ДНК кроз исте кораке репликације ДНК.
Основе ДНК: структура
Време репликације зависи од брзине репликације ДНК, количине ДНК у ћелији и броја порекла репликације на сваком молекулу ДНК. ДНК је дугачки полимер са окосницом наизменичних група шећера и фосфата. Једна од четири азотне базе нуклеотида виси са сваке групе шећера. Редослед база је абецеда од четири слова која описује секвенцу аминокиселина у протеинима, молекулима који су одговорни за ваше физичке особине и биохемију.
Основе ДНК: репликација
Хромозоми су компактна паковања ДНК и протеина. Два ланца ДНК чине двоструку завојницу у срцу сваког хромозома.
Прочитајте више о томе шта је хромозом.
Да би се репликација наставила, ћелијска машинерија мора да отпакује двоструку завојницу и да користи сваки изложени прамен као образац за изградњу новог партнерског ланца. Ово је полуконзервативна репликација, у којој су коначни производ две завојнице, свака са оригиналним и новим. Парови база у ланцу предлошка одређују оне у новом ланцу кроз процес комплементарног упаривања - свака врста нуклеотидне базе може се упарити само са одређеним партнером.
Општи кораци репликације ДНК
То су ДНК основе репликације ДНК.
Корак 1: Обрасци вилице за репликацију. Ензим назван ДНК хеликаза "распакује" двоструку завојницу у И-рачвасту формацију.
Корак 2: Примерс Бинд. ДНК прајмери се везују за подручја на којима ће репликациони ензим, ДНК полимераза, почети да се реплицира. Прајмери делују као сигнал ензиму и дају му до знања одакле почети и у ком правцу треба ићи.
Корак 3: Издужење. Ово је фаза у којој се ДНК заправо реплицира. ДНК полимераза „издужује“ нови ланац, што значи да почиње да прави нови ланац на основу сваког ланца шаблона.
Корак 4: Престанак. Када се репликација заврши, догоди се неколико ствари. Прво, ензим назван „ексонуклеаза“ уклања почетнице са ДНК и та места се попуњавају одговарајућом секвенцом ДНК.
Даље, једном ланцу (који се назива „заостали„ ланац “) потребна је ДНК лигаза да повеже фрагменте ДНК који су управо репликовани. Други ензим долази да провери и исправи грешке направљене током репликације. Последњи од корака репликације ДНК је када теломераза додаје посебне секвенце назване „теломери“ на крај нити.
Репликација бактерија
Појединачни хромозом бактерије је петља дволанчане ДНК. Број база може да варира од једне до друге врсте. Познате бактерије Е. цоли има 4,7 милиона базних парова којима је потребно око 40 минута да се реплицирају, подразумевајући брзину од преко 1.000 база у секунди.
Репликација започиње на једном фиксном месту и наставља се на сваком ланцу у супротним смеровима. Процес репликације укључује лекторски корак који осигурава стопу грешака не већу од једне на једну милијарду.
Еукариотска репликација
Ћелије човека и други еукариоти имају организована језгра која затварају скуп хромозома. Типични људски хромозом има око 150 милиона базних парова које ћелија реплицира брзином од 50 парова у секунди. Том брзином репликације ДНК, ћелији је требало месец дана да копира хромозом.
Чињеница да је потребан само један сат је због вишеструког порекла репликације. Репликација се истовремено одвија из многих различитих тачака на хромозому, а ензими се спајају у делове и формирају коначну нетакнуту копију. Свих 46 људских хромозома реплицира се истовремено, током С фазе ћелијског циклуса.