Der Vorteil, viele Replikationsurspr├╝nge in einem eukaryotischen Chromosom zu haben

Multiple Replikationsurspr├╝nge verk├╝rzen die Schwangerschaftsdauer um mehr als 500 Jahre.

Eine allgemeine Eigenschaft lebender Zellen ist, dass sie sich teilen. Bevor sich eine Zelle in zwei verwandeln kann, muss die Zelle eine Kopie ihrer DNA oder Desoxyribonukleins├Ąure herstellen, die ihre genetische Information enth├Ąlt. Eukaryotische Zellen speichern DNA in Chromosomen, die in den Membranen eines Zellkerns eingeschlossen sind. Ohne mehrere Replikationsurspr├╝nge w├╝rde die Replikation viel l├Ąnger dauern und das Zellwachstum verlangsamen.

DNA 101

DNA ist ein langkettiges Molek├╝l mit einem R├╝ckgrat aus alternierenden Zucker- und Phosphatgruppen. Eine von vier Nukleotidbasen - ringf├Ârmige Molek├╝le, die Stickstoff enthalten - h├Ąngt von jeder Zuckergruppe ab. Zwei DNA-Str├Ąnge bilden eine Doppelhelixstruktur, in der die Base an jeder Zuckerstelle an ihre komplement├Ąre Base am Schwesterstrang bindet. Nur bestimmte Paarungen sind zul├Ąssig. Wenn Sie also eine Basis auf einem Strang identifizieren, kennen Sie die Basis an derselben Position auf dem anderen Strang.

Chromosomen

In Eukaryoten sind Chromosomen zylindrische Strukturen von Chromatin, das eine Mischung aus DNA und Histonproteinen ist. Menschliche Zellen haben 23 Chromosomenpaare, ein Paar von jedem Elternteil. Ein menschliches Chromosom enth├Ąlt etwa 150 Millionen Basenpaare. Das Chromatin ist dicht gefaltet, um die DNA zu komprimieren, so dass sie in eine Zelle passt. Wenn man die DNA in einer menschlichen Zelle end-zu-end auslegt, w├╝rde sie etwa 6 Fu├č messen. Damit die Replikation stattfinden kann, muss die DNA-Helix unmittelbar vor dem Kopieren abgewickelt werden.

Replikation

Eukaryotische Zellen wechseln zwischen Wachstum und Teilung und DNA wird w├Ąhrend der Wachstumsphase repliziert. Die DNA tritt in einen entspannten Zustand ein, der den Zugang durch DNA-Polymerase erlaubt, das Enzym, das jeden Strang kopiert. Ein anderes Enzym, die Helikase, trennt die beiden Ger├╝ste zun├Ąchst in einer Region, die als Replikationsursprung bezeichnet wird. Jeder Strang dient als Matrize f├╝r einen neuen Strang mit einer komplement├Ąren Sequenz von Nukleotidbasen. Eine Replikationsblase, die das Polymerasemolek├╝l umgibt, bewegt sich w├Ąhrend des Kopiervorgangs entlang jedes DNA-Strangs. Die alten und neuen Str├Ąhnen reihen sich auf der R├╝ckseite der Blase zusammen.

Timing Anforderungen

DNA-Polymerase kann eukaryotische Chromosomen mit einer Rate von etwa 50 Basenpaaren pro Sekunde transkribieren. Wenn das Chromosom nur einen einzigen Replikationsursprung h├Ątte, w├╝rde es etwa einen Monat dauern, um eine DNA-Helix zu kopieren. Durch Verwendung mehrerer Urspr├╝nge kann die Zelle eine Helix in etwa einer Stunde replizieren, eine 720-fache Beschleunigung. W├Ąhrend des Prozesses bilden multiple Replikationsblasen auf jedem Chromosom kleine L├Ąngen von DNA aus, die dann miteinander verbunden werden, um das fertige Produkt zu bilden. Der Vorteil von mehreren Urspr├╝ngen ist, dass es eine relativ schnelle Zellteilung und das Wachstum von Organismen erm├Âglicht. Zum Beispiel m├╝sste eine menschliche Mutter einen F├Âtus f├╝r 540 Jahre vor der Geburt tragen, wenn sie auf einen einzelnen Replikationsursprung auf jedem Chromosom angewiesen w├Ąre.

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