L'acido desossiribonucleico, o DNA, è la molecola della natura per trasmettere informazioni genetiche attraverso le generazioni. La maggior parte delle cellule del tuo corpo contiene 46 cromosomi - un set di 23 da ciascun genitore - che la cellula deve replicare prima di poterla dividere. D'altra parte, un batterio di solito ha un singolo cromosoma. Sorprendentemente, ci vuole circa lo stesso tempo, circa un'ora o meno, per te e un batterio per replicare il DNA.
Struttura del DNA
I tempi della replicazione del DNA dipendono dalla velocità del processo , la quantità di DNA nella cellula e il numero di origini di replicazione su ogni molecola di DNA. Il DNA è un polimero lungo con una spina dorsale di gruppi alternati di zucchero e fosfato. Una delle quattro basi nucleotidiche azotate dipende da ciascun gruppo zuccherino. La sequenza delle basi è un alfabeto di quattro lettere che enuncia la sequenza di aminoacidi nelle proteine, le molecole che sono responsabili dei tuoi tratti fisici e della biochimica.
Replicazione del DNA
I cromosomi sono pacchetti compatti di DNA e proteine. Due filamenti di DNA formano una doppia elica nel cuore di ciascun cromosoma. Affinché la replica proceda, i macchinari della cella devono decomprimere la doppia elica e utilizzare ciascun filamento esposto come modello per la costruzione di un nuovo filamento del partner. Questa è la replica semiconservativa, in cui il prodotto finale è costituito da due eliche, ciascuna con un filamento originale e una nuova. Le coppie di basi nel filamento modello determinano quelle del nuovo filamento attraverso un processo di accoppiamento complementare - ogni tipo di base nucleotidica può essere abbinato solo a un partner specifico.
Replica batterica
Il singolo il cromosoma di un batterio è un anello di DNA a doppio filamento. Il numero di basi può variare da una specie all'altra. Il noto batterio E. coli ha 4,7 milioni di coppie di basi che impiegano circa 40 minuti per replicarsi, il che implica una velocità di oltre 1.000 basi al secondo. La replica inizia in un'unica posizione fissa e procede su ciascun filo in direzioni opposte. Il processo di replica include una fase di correzione di bozze che garantisce un tasso di errore non superiore a uno su un miliardo.
Replicazione eucariotica
Le cellule umane e altri eucarioti hanno organizzato nuclei che racchiudono un insieme di cromosomi. Il tipico cromosoma umano ha circa 150 milioni di coppie di basi che la cellula replica al ritmo di 50 coppie al secondo. A quel ritmo, ci vorrebbe la cella per un mese per copiare un cromosoma. Il fatto che occorra solo un'ora dipende da origini di replica multiple. La replica procede simultaneamente da molti punti diversi sul cromosoma, e gli enzimi uniscono le sezioni insieme per formare la copia finale intatta. Tutti e 46 i cromosomi umani si replicano allo stesso tempo, durante la fase S del ciclo cellulare.
