Deoxiribonukleinsyra, eller DNA, är naturens molekyl för att överföra genetisk information över generationerna. Mest alla celler i din kropp innehåller 46 kromosomer - en uppsättning av 23 från varje förälder - som cellen måste replikera innan den kan dela sig.
Läs mer om DNA: s struktur, funktion och vikt.
Å andra sidan har en bakterie (och andra prokaryoter) vanligtvis en enda kromosom. Överraskande tar det ungefär samma tid, ungefär en timme eller mindre, för dig och en bakterie att replikera DNA genom samma DNA-replikationssteg.
Grundläggande DNA: struktur
Tidpunkten för replikering beror på hastigheten för DNA-replikering, mängden DNA i cellen och antalet replikationsursprung på varje DNA-molekyl. DNA är en lång polymer med en ryggrad av alternerande socker- och fosfatgrupper. En av fyra kvävehaltiga nukleotidbaser hänger av varje sockergrupp. Basernas sekvens är ett alfabet med fyra bokstäver som stavar sekvensen av aminosyror i proteiner, molekylerna som är ansvariga för dina fysiska egenskaper och biokemi.
DNA-grunder: Replikering
Kromosomer är kompakta förpackningar med DNA och proteiner. Två DNA-strängar bildar en dubbel spiral i hjärtat av varje kromosom.
Läs mer om vad en kromosom är.
För att replikering ska fortsätta måste cellens maskiner packa upp den dubbla spiralen och använda varje exponerad tråd som en mall för att bygga en ny partnersträng. Detta är halvkonservativ replikering, där den slutliga produkten är två helixar, var och en med en originalsträng och en ny. Basparen i mallsträngen bestämmer de i den nya strängen genom en komplementär parningsprocess - varje typ av nukleotidbas kan endast paras med en specifik partner.
Allmänna steg för DNA-replikering
Dessa är DNA-grunderna för DNA-replikering.
Steg 1: Replikeringsgaffelformulär. Ett enzym som kallas DNA-helikas "packar upp" den dubbla spiralen till en Y-gaffelformation.
Steg 2: Primers Bind. DNA-primers binder till de områden där replikationsenzymet, DNA-polymeras, kommer att börja replikera. Primrarna fungerar som en signal till enzymet och låter det veta var man ska börja och i vilken riktning man ska gå.
Steg 3: Förlängning. Detta är den fas där DNA faktiskt replikeras. DNA-polymeraset "förlänger" den nya strängen, vilket innebär att den börjar göra den nya strängen baserad på varje mallsträng.
Steg 4: Uppsägning. När replikeringen är klar händer ett par saker. För det första tar ett enzym som kallas "exonukleas" primrarna från DNA och dessa fläckar fylls i med rätt DNA-sekvens.
Därefter behöver en sträng (kallad "släpande" sträng) DNA-ligas för att ansluta fragment av DNA som just replikerats. Ett annat enzym kommer igenom för att kontrollera och fixa eventuella fel som gjorts under replikering. Det sista av DNA-replikeringsstegen är när telomeras lägger till speciella sekvenser som kallas "telomerer" i slutet av strängarna.
Bakteriell replikering
En enkel kromosom i en bakterie är en slinga av dubbelsträngat DNA. Antalet baser kan variera från art till art. De välkända bakterierna E. coli har 4,7 miljoner baspar som det tar cirka 40 minuter att replikera, vilket innebär en hastighet på över 1000 baser per sekund.
Replikering börjar på en enda fast plats och fortsätter på varje sträng i motsatta riktningar. Replikeringsprocessen inkluderar ett korrekturläsningssteg som säkerställer en felprocent som inte är högre än en av en miljard.
Eukaryot replikering
Människans celler och andra eukaryoter har organiserade kärnor som omsluter en uppsättning kromosomer. Den typiska mänskliga kromosomen har cirka 150 miljoner baspar som cellen replikerar med en hastighet av 50 par per sekund. Vid den hastigheten av DNA-replikering skulle det ta cellen över en månad att kopiera en kromosom.
Det faktum att det bara tar en timme beror på flera replikeringars ursprung. Replikering fortsätter samtidigt från många olika punkter på kromosomen, och enzymer sammanfogar sektionerna för att bilda den slutliga intakta kopian. Alla 46 mänskliga kromosomer replikeras samtidigt, under S-fasen i cellcykeln.