Репликация бактерий

Ссылаясь на шесть стадий на вашей диаграмме как от Стадии 1 до Стадии 6, давайте посмотрим на Стадию 3: В этот момент происходит одна двунаправленная репликация, прошедшая примерно половину пути вокруг хромосомы. Таким образом, у него есть 2 копии первой половины хромосомы и 1 копия остальных, которые еще предстоит скопировать. Чтобы добраться до этого состояния репликации, потребовалось 20 минут.

Теперь клетка запускает две новые репликации, по одной в «начале репликации» на каждой из двух копий первых половин частично реплицированной хромосомы. Это состояние показано на стадии 4. Сейчас происходят три репликации: исходная, которая работает с последней половиной хромосомы, и две репликации, которые работают (со своей собственной копией) с первой половиной хромосомы. хромосома. Все три репликации будут продолжать работать еще около 20 минут.

Затем мы переходим к стадии 5: исходная репликация завершена, и формируется перегородка для разделения дочерних клеток. Две репликации, начатые на стадии 4, продолжаются и проходят примерно на полпути вниз по хромосоме.

Клетки разделяются, и мы находимся на Стадии 6. Но стадия 6 представляет собой то же состояние для каждой дочерней клетки, что и на Стадии 3: хромосомная репликация, которая находится на полпути (таким образом, имеется полторы копии). Потребовалось 20 минут, чтобы перейти от этапа 3 к этапу 6, где мы снова готовы удвоить. За эти 20 минут успела скопироваться только половина хромосомы, поэтому для репликации всей хромосомы требуется в два раза больше (40 минут). Это работает, потому что клетка выполняет три репликации одновременно.

На ваш вопрос уже ответили на его обоснование. Просто помните, что это происходит только в мультимедиа . Теперь я попытался построить простую модель этого, чтобы проиллюстрировать, как уровни ДНК меняются с течением времени в данном сценарии. Я приму очень простые (но разумные) числа для модели. Правила очень просты,

• Деление клетки за 20 минут (Клетка потеряет половину ДНК)
• Репликация ДНК за 40 минут (Клетка удваивает копию ДНК)
• Срабатывание точки начала репликации через 10 минут (у клетки появится еще одна точка начала репликации)
• В каждый момент времени клетка будет иметь репликацию ДНК в зависимости от количества точек начала репликации.

Я написал простой код на питоне и смоделировал,

import math import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import matplotlib cell_division_time = 20 #min full_DNA_replication_time = 40 #min firing_of_new_Ori = 10 #min origin_of_replications = 1 total_DNA = 1 #initial condition time_for_simulation = 400 #min time_coordinates = range(time_for_simulation) DNA_number_coordinates = [] #This will be updated at each time step for t in time_coordinates: if (t%firing_of_new_Ori) == 0: origin_of_replications = origin_of_replications + 1 #Add more origin of replications total_DNA = total_DNA + (1.0/full_DNA_replication_time)*origin_of_replications #Add total DNA accordingly if (t%cell_division_time) == 0: total_DNA = total_DNA/2.0 #At cell division, total DNA will be half origin_of_replications = 1 #We will reset origin of replication to 1 if (t%full_DNA_replication_time) == 0: total_DNA = total_DNA + 1 #DNA will be double when you complete one full replication origin_of_replications = origin_of_replications -1 #Remove that origin of replication DNA_number_coordinates.append(total_DNA) #record amount of total DNA in cell plt.plot(time_coordinates, DNA_number_coordinates,linewidth=2, label='DNA copies') plt.axvline(x=40,linestyle='--', color='red',label='Cell Division') plt.legend(loc=0) plt.axvline(x=20,linestyle='--', color='red') plt.axhline(y=1,linestyle='--', color='red') plt.axhline(y=1.5,linestyle='--', color='red') plt.xlabel('time (min)') plt.ylabel('Total DNA copies in single Cell') plt.show()

Эта простая игра может дать вам интуицию, проверьте, как меняются уровни ДНК на следующем изображении.

В установившемся режиме это будут незатухающие колебания,