Hvor lang tid tager DNA-replikation? Forstå hastigheden af genetisk duplikering

Deoxyribonukleinsyre (DNA) er den plan, der bærer genetisk information fra en generation til den næste. Hver celle i din krop har 46 kromosomer - 23 fra hver forælder - som skal duplikeres trofast, før cellen kan dele sig. Replikationsprocessen er bemærkelsesværdig effektiv, men dens varighed varierer dramatisk mellem organismer.

DNA Grundlæggende:Struktur

DNA er en lang polymer sammensat af skiftende sukker- og fosfatrygrad. Hvert sukker bærer en af ​​fire nitrogenholdige baser - adenin, thymin, cytosin eller guanin - og danner en unik sekvens, der koder for proteiner. Disse proteiner dikterer dine fysiske egenskaber og biokemiske funktioner.

DNA Grundlæggende:Replikation

Kromosomer er kompakte komplekser af DNA og proteiner. I hjertet af hvert kromosom ligger en dobbelthelix af to komplementære strenge. Replikation er semikonservativ:hver original streng tjener som skabelon for en ny komplementær streng, der producerer to identiske DNA-molekyler.

Læs mere om DNA's struktur, funktion og betydning.

Generelle trin til DNA-replikation

1. Uddannelse af replikeringsgaffel. Enzymet DNA-helicase afvikler helixen og skaber en Y-formet gaffel.
2. Placering af primer. DNA-primere markerer startpunkterne for DNA-polymerase, der styrer synteseretningen.
3. Forlængelse. DNA-polymerase tilføjer nukleotider komplementære til skabelonstrengen, hvilket forlænger den nye streng.
4. Opsigelse. Når syntesen er afsluttet, fjerner exonukleaser primere, ligaseforsegler hak, og fejltilpasningsreparationsenzymer retter fejl. Endelig tilføjer telomerase telomere gentagelser for at beskytte kromosomender.

Bakteriel replikation

I prokaryoter såsom Escherichia coli , indeholder det enkelte cirkulære kromosom ~4,7 millioner basepar. Replikation starter ved en enkelt oprindelse og fortsætter i to retninger og afsluttes på ca. 40 minutter - omkring 1.000 baser pr. sekund. Korrekturlæsning sikrer en troskab på én fejl pr. milliard baser.

Eukaryot replikation

Menneskelige celler rummer 46 kromosomer, hver i gennemsnit 150 millioner basepar. At replikere et enkelt kromosom med en hastighed på 50 basepar i sekundet ville tage mere end en måned. Imidlertid initierer eukaryoter replikation ved snesevis af oprindelser på tværs af hvert kromosom, hvilket tillader samtidig syntese og gør det muligt for hele genomet at afslutte på omkring en time under S-fasen.

Alle 46 menneskelige kromosomer replikerer samtidigt, koordineret af cellecyklusmaskineriet.

Læs mere om, hvad et kromosom er.