Canlı hücrelerin genel özelliklerinden biri bölünmeleridir. Bir hücrenin ikiye dönüşebilmesi için, hücrenin kendi DNA'sının veya genetik bilgisini içeren deoksiribonükleik asidin bir kopyasını yapması gerekir. Ökaryotik hücreler, DNA'yı bir hücre çekirdeğinin zarları içinde bulunan kromozomlarda depolar. Çoklu replikasyon orijini olmadan, replikasyon çok daha uzun sürer ve hücre büyümesini yavaşlatır.
DNA101
DNA, alternatif şeker ve fosfat gruplarından oluşan bir omurgaya sahip uzun zincirli bir moleküldür. Dört nükleotid bazından biri - nitrojen içeren halka şeklindeki moleküller - her şeker grubundan sarkar. İki DNA dizisi, her şeker konumundaki bazın kardeş iplikteki tamamlayıcı tabanına bağlandığı bir çift sarmal yapı oluşturur. Yalnızca belirli eşleşmelere izin verilir, bu nedenle bir dizide bir baz tanımlarsanız, diğer dizide aynı konumdaki tabanı bilirsiniz.
kromozomlar
Ökaryotlarda kromozomlar, DNA ve histon proteinlerinin bir karışımı olan kromatinin silindirik yapılarıdır. İnsan hücrelerinde, her ebeveynden bir çift üye olmak üzere 23 çift kromozom bulunur. Bir insan kromozomu yaklaşık 150 milyon baz çifti içerir. Kromatin, DNA'yı bir hücreye sığacak şekilde sıkıştırmak için sıkıca katlanır. Bir insan hücresindeki tüm DNA'yı uç uca yerleştirirseniz, yaklaşık 6 fit uzunluğunda olur. Replikasyonun gerçekleşmesi için, DNA sarmalının, kopyalamadan hemen önce çözülmesi gerekir.
çoğaltma
Ökaryotik hücreler, büyüme ve bölünme arasında değişir ve DNA, büyüme fazı sırasında kopyalanır. DNA, her bir ipliği kopyalayan enzim olan DNA polimerazın erişimine izin veren rahat bir duruma girer. Başka bir enzim, helikaz, önce iki meşcereyi replikasyon orijini adı verilen bir bölgede ayırır. Her iplikçik, tamamlayıcı bir nükleotid baz dizisi ile yeni bir iplik için bir şablon görevi görür. Polimeraz molekülünü çevreleyen bir replikasyon balonu, kopyalama işlemi sırasında her bir DNA zinciri boyunca hareket eder. Eski ve yeni iplikler balonun arkasında birbirine bağlanır.
Zamanlama Gereksinimleri
DNA polimeraz, ökaryotik kromozomları saniyede yaklaşık 50 baz çifti oranında kopyalayabilir. Kromozomun tek bir replikasyon kaynağı olsaydı, bir DNA sarmalının kopyalanması yaklaşık bir ay sürerdi. Hücre, birden fazla orijini kullanarak, bir sarmalı yaklaşık bir saatte, yani 720 kat hızla çoğaltabilir. İşlem sırasında, her bir kromozom üzerindeki çoklu replikasyon kabarcıkları, daha sonra bitmiş ürünü oluşturmak için bir araya getirilen küçük DNA uzunluklarını ortaya çıkarır. Çoklu kökenin avantajı, nispeten hızlı hücre bölünmesine ve organizma büyümesine izin vermesidir. Örneğin, bir insan anne, her kromozomda tek bir replikasyon kaynağına bağlı olmak zorunda olsaydı, doğum yapmadan önce 540 yıl boyunca bir fetüs taşımak zorunda kalacaktı.