Vsebina
Ena splošna značilnost živih celic je, da se delijo. Preden se lahko ena celica spremeni v dve, mora celica narediti kopijo DNK ali deoksiribonukleinske kisline, ki vsebuje njene genetske podatke. Evkariontske celice hranijo DNK v kromosomih, zaprtih v membranah celičnega jedra. Brez večkratnega podvajanja bi razmnoževanje trajalo veliko dlje in upočasnilo rast celic.
DNK 101
DNK je molekula dolge verige s hrbtenico izmeničnih skupin sladkorja in fosfatov. Ena od štirih nukleotidnih baz - molekule v obliki obroča, ki vsebujejo dušik - visi iz vsake skupine sladkorja. Dva sklopa DNA tvorita dvojno vijačno strukturo, v kateri se baza na vsakem mestu sladkorja veže na njeno komplementarno bazo na sestrskem pramenu. Dovoljeni so samo določeni pari, zato če na enem pramenu prepoznate podlago, poznate bazo na istem položaju na drugem pramenu.
Kromosomi
V evkariontih so kromosomi cilindrične strukture kromatina, ki je mešanica proteinov DNK in histona. Človeške celice imajo 23 parov kromosomov, po en par iz vsakega starša. Človeški kromosom vsebuje približno 150 milijonov baznih parov. Kromatin je tesno zložen, da stisne DNK, tako da se lahko prilega v celico. Če bi odložili konec celotne DNK v človeški celici, bi meril približno 6 čevljev. Da bi prišlo do podvajanja, je treba vijačnico DNA odstraniti tik pred kopiranjem.
Podvajanje
Evkariontske celice se med rastjo in delitvijo izmenjujejo, DNK pa se v fazi rasti razmnožuje. DNK preide v sproščeno stanje, ki dovoljuje dostop z DNK polimerazo, encimom, ki kopira vsak pramen. Drug encim, helikaza, najprej loči obe stojnici v območju, ki se imenuje izvor razmnoževanja. Vsak pramen služi kot predloga za nov pramen s komplementarnim zaporedjem nukleotidnih baz. Mehurček podvajanja, ki obdaja molekulo polimeraze, se med postopkom kopiranja premika vzdolž vsakega sklopa DNA. Na zadnjem delu mehurčka se stare in nove pramene zadrgajo.
Zahteve glede časa
DNA polimeraza lahko prepisuje evkariontske kromosome s hitrostjo približno 50 baznih parov na sekundo. Če bi kromosom imel le en sam izvor podvajanja, bi trajal približno en mesec, da bi kopirali eno vijačnico DNA. Če uporabimo več porekla, lahko celica v približno eni uri replicira vijačnico s 720-kratnim pospeševanjem. Med postopkom večkratni razmnoževalni mehurčki na vsakem kromosomu odtrgajo majhne dolžine DNK, ki jih nato zlijemo in tvorijo končni izdelek. Prednost večkratnega izvora je, da omogoča razmeroma hitro delitev celic in rast organizma. Na primer, človeška mati bi morala roditi plod 540 let pred rojstvom, če bi morala biti odvisna od enega samega izvora replikacije na vsakem kromosomu.