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살아있는 세포의 일반적인 특징 중 하나는 세포가 분열한다는 것입니다. 하나의 세포가 두 개의 세포로 변하기 전에 세포는 유전자 정보가 들어있는 DNA 또는 데 옥시 리보 핵산의 사본을 만들어야합니다. 진핵 세포는 세포핵의 막에 둘러싸인 염색체에 DNA를 저장합니다. 여러 복제 원본이 없으면 복제 시간이 훨씬 오래 걸리고 셀 성장 속도가 느려집니다.
DNA 101
DNA는 설탕과 인산염이 번갈아있는 백본을 가진 장쇄 분자입니다. 질소를 포함하는 고리 모양의 분자 인 4 개의 뉴클레오티드 염기 중 하나가 각 당 그룹에 걸려 있습니다. DNA의 두 가닥은 이중 나선 구조를 형성하며, 여기서 각 당 위치의 염기는 자매 가닥의 상보 적 염기에 결합합니다. 특정 쌍만 허용되므로 한 가닥의 염기를 식별하면 다른 가닥의 같은 위치에있는 염기를 알 수 있습니다.
염색체
진핵 생물에서, 염색체는 DNA와 히스톤 단백질의 혼합물 인 염색질의 원통형 구조입니다. 인간 세포는 23 쌍의 염색체를 가지며, 각 부모로부터 한 쌍의 구성원입니다. 인간 염색체는 약 1 억 5 천만 염기쌍을 포함합니다. 염색질은 세포에 잘 맞도록 DNA를 압축하기 위해 단단히 접 힙니다. 인간 세포의 모든 DNA를 끝까지 배치하면 약 6 피트가됩니다. 복제가 발생하려면 복사 직전에 DNA 나선을 풀어야합니다.
복제
진핵 세포는 성장과 분열을 번갈아 가며 성장 단계에서 DNA가 복제됩니다. DNA는 각 가닥을 복제하는 효소 인 DNA 중합 효소에 의한 접근을 허용하는 이완 된 상태로 들어간다. 또 다른 효소 인 헬리 카제 (helicase)는 먼저 복제 기점이라고 불리는 영역에서 두 개의 스탠드를 분리합니다. 각각의 가닥은 뉴클레오티드 염기의 상보 적 서열을 갖는 새로운 가닥의 주형으로서 작용한다. 폴리머 라제 분자를 둘러싸는 복제 기포는 복사 작업 동안 각각의 DNA 가닥을 따라 이동한다. 구식 및 신형 스트랜드가 버블의 후면에서 함께 압축됩니다.
타이밍 요구 사항
DNA 폴리머 라제는 초당 약 50 개의 염기쌍의 속도로 진핵 염색체를 전사 할 수있다. 염색체가 단일 복제 기점을 가지고 있다면, DNA 나선 하나를 복사하는 데 약 한 달이 걸릴 것입니다. 여러 원점을 사용하면 셀이 약 1 시간 내에 나선을 복제하여 720 배 속도를 높일 수 있습니다. 이 과정에서 각 염색체의 다중 복제 기포는 작은 길이의 DNA를 분출 한 다음 함께 스 플라이 싱하여 완제품을 만듭니다. 여러 기원의 장점은 비교적 빠른 세포 분열과 유기체 성장을 허용한다는 것입니다. 예를 들어, 인간 어머니는 각 염색체에서 단일 복제 기점에 의존해야한다면 출산하기 전에 540 년 동안 태아를 가지고 다녀야 할 것입니다.