Deoxiribonukleinsyra (DNA) är ritningen som bär genetisk information från en generation till nästa. Varje cell i din kropp har 46 kromosomer - 23 från varje förälder - som måste dupliceras troget innan cellen kan dela sig. Replikeringsprocessen är anmärkningsvärt effektiv, men dess varaktighet varierar dramatiskt mellan organismer.

DNA:s grunder:struktur

DNA är en lång polymer som består av omväxlande socker- och fosfatryggrad. Varje socker bär en av fyra kvävehaltiga baser - adenin, tymin, cytosin eller guanin - som bildar en unik sekvens som kodar för proteiner. Dessa proteiner dikterar dina fysiska egenskaper och biokemiska funktioner.

Grundläggande DNA:replikering

Kromosomer är kompakta komplex av DNA och proteiner. I hjärtat av varje kromosom ligger en dubbelhelix av två komplementära strängar. Replikation är semikonservativ:varje ursprunglig sträng fungerar som mall för en ny komplementär sträng och producerar två identiska DNA-molekyler.

Läs mer om DNA:s struktur, funktion och betydelse.

Allmänna steg för DNA-replikering

1. Formation av replikeringsgaffel. Enzymet DNA-helikas lindar upp helixen och skapar en Y-formad gaffel.
2. Placering av grundfärg. DNA-primrar markerar startpunkterna för DNA-polymeras och vägleder riktningen för syntesen.
3. Töjning. DNA-polymeras lägger till nukleotider som är komplementära till mallsträngen och förlänger den nya strängen.
4. Uppsägning. När syntesen är fullbordad tar exonukleaser bort primrar, ligasförseglar nicks och felaktiga reparationsenzymer korrigerar fel. Slutligen lägger telomeras till telomera upprepningar för att skydda kromosomändarna.

Bakteriell replikering

I prokaryoter som Escherichia coli , den enda cirkulära kromosomen innehåller ~4,7 miljoner baspar. Replikeringen startar vid ett enda ursprung och fortsätter i två riktningar och slutförs på ungefär 40 minuter – ungefär 1 000 baser per sekund. Korrekturläsning säkerställer en trohet på ett misstag per miljard baser.

Eukaryot replikering

Mänskliga celler har 46 kromosomer, var och en i genomsnitt 150 miljoner baspar. Att replikera en enda kromosom med en hastighet av 50 baspar per sekund skulle ta mer än en månad. Emellertid initierar eukaryoter replikation vid dussintals ursprung över varje kromosom, vilket möjliggör samtidig syntes och gör det möjligt för hela genomet att avslutas på ungefär en timme under S-fasen.

Alla 46 mänskliga kromosomer replikerar samtidigt, koordinerade av cellcykelmaskineriet.

Läs mer om vad en kromosom är.