Isi
Salah satu ciri umum sel hidup adalah sel membelah. Sebelum satu sel dapat berubah menjadi dua, sel harus membuat salinan DNA-nya, atau asam deoksiribonukleat, yang berisi informasi genetiknya. Sel eukariotik menyimpan DNA dalam kromosom yang tertutup di dalam membran inti sel. Tanpa asal replikasi ganda, replikasi akan memakan waktu lebih lama dan memperlambat pertumbuhan sel.
DNA 101
DNA adalah molekul rantai panjang dengan tulang punggung gula dan gugus fosfat bergantian. Satu dari empat basa nukleotida - molekul berbentuk cincin yang mengandung nitrogen - menggantung setiap kelompok gula. Dua untai DNA membentuk struktur heliks ganda di mana pangkalan di setiap lokasi gula berikatan dengan basis komplementernya pada untaian saudara perempuan. Hanya pasangan tertentu yang diizinkan, jadi jika Anda mengidentifikasi pangkalan di satu untai, Anda tahu pangkalan pada posisi yang sama di untai lainnya.
Kromosom
Pada eukariota, kromosom adalah struktur kromatin berbentuk silindris, yang merupakan campuran dari DNA dan protein histon. Sel manusia memiliki 23 pasang kromosom, satu pasang anggota dari setiap orangtua. Kromosom manusia mengandung sekitar 150 juta pasangan basa. Kromatin terlipat erat untuk mengompres DNA sehingga akan masuk ke dalam sel. Jika Anda meletakkan ujung ke ujung semua DNA dalam sel manusia, ukurannya sekitar 6 kaki. Agar replikasi terjadi, heliks DNA harus dilepas sesaat sebelum disalin.
Replikasi
Sel-sel eukariotik bergantian antara pertumbuhan dan pembelahan, dan DNA direplikasi selama fase pertumbuhan. DNA memasuki keadaan rileks yang memungkinkan akses oleh DNA polimerase, enzim yang menyalin setiap untai. Enzim lain, helicase, pertama memisahkan kedua tegakan di daerah yang disebut asal replikasi. Setiap untai berfungsi sebagai templat untuk untai baru dengan urutan basa nukleotida yang saling melengkapi. Gelembung replikasi yang mengelilingi molekul polimerase bergerak di sepanjang setiap untai DNA selama operasi penyalinan. Helai lama dan baru berkumpul bersama di bagian belakang gelembung.
Persyaratan Waktu
DNA polimerase dapat menyalin kromosom eukariotik dengan kecepatan sekitar 50 pasangan basa per detik. Jika kromosom hanya memiliki satu asal replikasi, diperlukan waktu sekitar satu bulan untuk menyalin satu heliks DNA. Dengan menggunakan banyak asal, sel dapat mereplikasi helix dalam waktu sekitar satu jam, speedup 720 kali lipat. Selama proses ini, beberapa gelembung replikasi pada setiap kromosom menghasilkan sedikit DNA yang kemudian disatukan untuk membentuk produk jadi. Keuntungan dari banyak asal adalah bahwa ia memungkinkan pembelahan sel dan pertumbuhan organisme yang relatif cepat. Misalnya, seorang ibu manusia harus membawa janin selama 540 tahun sebelum melahirkan jika ia harus bergantung pada satu asal replikasi pada setiap kromosom.