Replikacja chromosomów

Podczas fazy S cyklu komórkowego proces replikacji chromosomów rozpoczyna się jednocześnie w każdym z chromosomów komórki na wielu początkach replikacji.

Początkiem replikacji jest sekwencja nukleotydowa, która oddziałuje z wyspecjalizowanymi białkami inicjującymi, zwanymi kompleksem rozpoznawania pochodzenia, w miejscach, w których rozpoczyna się replikacja DNA.

Zdefiniowanie tych początków replikacji jest trudne. Na przykład, biorąc pod uwagę duży rozmiar ludzkiego genomu, szacuje się, że do zreplikowania całego genomu w odpowiednim czasie potrzebne byłyby dziesiątki tysięcy genów.

U ludzi nie osiągnięto jasnego konsensusu co do konkretnych sekwencji pochodzenia. Zamiast tego prawdopodobne jest, że pochodzenie jest definiowane przez kombinację sekwencji nukleotydowych i struktury chromatyny.

Długość DNA, która obejmuje początek replikacji i jego dwa odpowiednie końce replikacji, gdzie sąsiednie widełki replikacyjne ostatecznie się łączą, nazywana jest replikonem.

Replikacja nie zachodzi jednak jednocześnie we wszystkich replikonach. Różne typy komórek mają swój własny specyficzny czas inicjacji replikacji, zwykle w klastrach pochodzenia.

Replikacja DNA postępuje w ten sposób w całym chromosomie, aż dotrze do telomerów, które mają unikalny proces replikacji obejmujący enzym telomerazę, odwrotną transkryptazę.

Na tym etapie cyklu komórkowego, tuż przed podziałem komórki - lub fazą M, komórka skutecznie podwoi swoją masę chromosomową.

Oprócz DNA, białka histonowe mają kluczowe znaczenie dla fizycznej struktury i funkcji chromosomu eukariotycznego. Tak więc podczas replikacji chromosomów synteza histonów musi zachodzić jednocześnie z replikacją DNA.

Widełki replikacyjne promieniujące na zewnątrz od początku replikacji rozbijają oktamery histonowe na ich podjednostki.

Nowo zsyntetyzowane podjednostki histonów i stare podjednostki histonów są ponownie składane w oktamery i rozprowadzane na potomnych niciach DNA. W ten sposób histon replikuje się w sposób półkonserwatywny, w którym zarówno stare, jak i nowe histony są losowo segregowane do nowo zsyntetyzowanych nici potomnych.