المحتوى
إحدى الخصائص العامة للخلايا الحية هي أنها تنقسم. قبل أن تتحول خلية واحدة إلى خليتين ، يجب أن تصنع الخلية نسخة من الحمض النووي الخاص بها ، أو حمض ديوكسي ريبونوكليك الذي يحتوي على معلوماتها الوراثية. تقوم الخلايا حقيقية النواة بتخزين الحمض النووي في الكروموسومات المحاطة داخل أغشية نواة الخلية. بدون أصول النسخ المتماثل متعددة ، فإن النسخ المتماثل يستغرق وقتًا أطول بكثير ويبطئ نمو الخلايا.
الحمض النووي 101
الحمض النووي هو جزيء طويل السلسلة مع العمود الفقري لمجموعات السكر والفوسفات بالتناوب. واحدة من أربعة قواعد النوكليوتيدات - جزيئات على شكل حلقة تحتوي على النيتروجين - معلقة كل مجموعة السكر. يشكّل شقان من الحمض النووي بنية مزدوجة حلزونية ترتبط فيها القاعدة في كل موقع من السكر بقاعدته التكميلية على الشريط الشقيق. يُسمح فقط بإقران معين ، لذلك إذا قمت بتحديد قاعدة على حبلا واحدًا ، فأنت تعرف القاعدة في نفس الموضع في الشريط الآخر.
الكروموسومات
في حقيقيات النوى ، الكروموسومات عبارة عن تراكيب أسطوانية من الكروماتين ، وهي مزيج من الحمض النووي وبروتينات هيستون. تحتوي الخلايا البشرية على 23 زوجًا من الكروموسومات ، عضو زوج واحد من كل والد. يحتوي كروموسوم الإنسان على حوالي 150 مليون زوج أساسي. الكروماتين مطوي بإحكام لضغط الحمض النووي بحيث يتناسب مع الخلية. إذا وضعت حداً لجميع الحمض النووي في خلية بشرية ، فسيبلغ طوله حوالي 6 أقدام. لحدوث تكرار ، يجب إزالة لولب الحمض النووي قبل النسخ مباشرة.
تكرار
تتكاثر الخلايا حقيقية النواة بين النمو والانقسام ، ويتم تكرار الحمض النووي أثناء مرحلة النمو. يدخل الحمض النووي في حالة استرخاء تسمح بالوصول إلى البلمرة DNA ، الإنزيم الذي ينسخ كل حبلا. ويفصل إنزيم آخر ، هو مروحية ، أولاً الحاملين في منطقة تسمى أصل النسخ المتماثل. يخدم كل فرع كقالب لخيوط جديدة مع تسلسل مكمل لقواعد النيوكليوتيدات. تتحرك فقاعة التكرار المحيطة بجزيء البوليميراز على طول كل خصلة من الحمض النووي أثناء عملية النسخ. خيوط القديمة والجديدة الرمز البريدي معا في الجزء الخلفي من الفقاعة.
متطلبات التوقيت
يمكن أن يقوم بوليميريز الحمض النووي بنسخ كروموسومات حقيقية النواة بمعدل حوالي 50 زوجًا في الثانية. إذا كان للكروموسوم أصل واحد من التكرار ، فسوف يستغرق الأمر حوالي شهر لنسخ حلزون DNA واحد. باستخدام أصول متعددة ، يمكن للخلية تكرار حلزون في حوالي ساعة ، تسارع 720 مرة. أثناء هذه العملية ، تفرّق فقاعات النسخ المتماثل المتعددة على كل كروموسوم أطوالًا صغيرة من الحمض النووي يتم تجميعها معًا لتشكيل المنتج النهائي. ميزة الأصول المتعددة هي أنه يسمح بتقسيم الخلايا ونمو الكائن الحي السريع نسبيا. على سبيل المثال ، يجب أن تحمل الأم البشرية جنينًا لمدة 540 عامًا قبل الولادة إذا كان عليها أن تعتمد على أصل واحد من التكرار على كل كروموسوم.