Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

Hvor meget tid tager det for en DNA-molekyle at replikere?

Deoxyribonukleinsyre, eller DNA, er naturens molekyle til overførsel af genetisk information gennem generationerne. De fleste hver celle i din krop indeholder 46 kromosomer - et sæt på 23 fra hver forælder - at cellen skal replikere, inden den kan opdele. På den anden side har en bakterie sædvanligvis et enkelt kromosom. Overraskende tager det omtrent samme tid, cirka en time eller mindre, for dig og en bakterie at replikere DNA.

DNA-struktur

Tidspunktet for DNA-replikation afhænger af procesens hastighed mængden af ​​DNA i cellen og antallet af replikationsoprindelse på hvert DNA-molekyle. DNA er en lang polymer med en rygrad af alternerende sukker og fosfatgrupper. Et af fire nitrogenholdige nukleotidbaser hænger fra hver sukkergruppe. Basisens rækkefølge er et bogstav i alfabetet, der fortæller sekvensen af ​​aminosyrer i proteiner, de molekyler der er ansvarlige for dine fysiske træk og biokemi.

DNA-replikation

Kromosomer er kompakte pakker af DNA og proteiner. To tråde af DNA danner en dobbelt helix i hjertet af hvert kromosom. For at replikere skal fortsætte skal cellens maskiner udpakke dobbelthjulet og bruge hver udsat streng som en skabelon til opbygning af en ny partnerstreng. Dette er semikonservativ replikation, hvor slutproduktet er to spiraler, hver med en original streng og en ny. Baseparne i skabelonstrengen bestemmer dem i den nye streng gennem en proces med komplementær parring - hver type nukleotidbase kan kun parre med en bestemt partner.

Bakteriereplikation

Enkeltpersonen kromosom af en bakterie er en sløjfe af dobbeltstrenget DNA. Antallet af baser kan variere fra en art til en anden. De velkendte bakterier E. coli har 4,7 millioner basepar, der tager ca. 40 minutter at replikere, hvilket indebærer en hastighed på over 1.000 baser pr. Sekund. Replication starter på et enkelt fast sted og fortsætter på hver streng i modsatte retninger. Replikeringsprocessen indeholder et korrekturlæsningstrin, der sikrer en fejlrate, der ikke overstiger en i en milliard.

Eukaryotisk replikation

Cellerne af mennesker og andre eukaryoter har organiseret kerner, der omslutter et sæt kromosomer. Det typiske humane kromosom har omkring 150 millioner basepar, som cellen replikerer med en hastighed på 50 par pr. Sekund. I den grad ville det tage cellen over en måned at kopiere et kromosom. Det faktum at det kun tager en time er på grund af flere replikationsoprindelse. Replication går samtidig ud fra mange forskellige punkter på kromosomet, og enzymerne går sammen i sektionerne for at danne den endelige intakte kopi. Alle 46 humane kromosomer replikerer på samme tid under S-fasen af ​​cellecyklussen.

Klik for at udvide hele teksten