Сайт за репликация 0 (произход на репликация, произход на репликация, произход на репликация)
Този процес продължава непрекъснато по дължината на копираната структура и завършва в същия репликон с образуването на две молекули от типа "полуконсервиран".
А - бактериална клетъчна стена; В - мембраната на бактериалната клетка; С - флагела; D-цитоплазма; F - ензим; E е оригиналната ДНК; G - нова ДНК; О - мястото, където е започнала репликацията.
В големите линейни ДНК молекули на еукариотите има много точки на произход на репликацията и съответните репликони (от няколкостотин до десетки хиляди), т.е. такава ДНК е полирепликон.
Когато се разглеждат съвременните идеи за механизма на репликация на еукариотната ДНК, може условно да се разграничат три последователни етапа на този процес, протичащи в репликона, във всеки от които участват определени протеини (ензими).
Първа стъпка е свързано с бързото разплитане на две полинуклеотидни вериги на спирализирана ДНК молекула в определена част от нея (в границите на работещ репликон) и с тяхното разделяне чрез разкъсване на водородни връзки между двойки допълващи се бази. В този случай се образуват два едноверижни фрагмента от родителската молекула, всеки от които може да действа като матрица за синтеза на комплементарна (дъщерна) верига. Този етап се инициира при подходящия произход на репликацията и се медиира от сложното участие на няколко различни протеина. В резултат на тяхното действие се образува Т-образна структура, наречена репликационна вилица, при която двете родителски ДНК вериги вече са разделени една от друга (фиг.). Получената репликационна вилица се движи бързо по двойната спирала на родителската ДНК молекула поради активността на размотаващия ензим ДНК хеликаза и с участието на група дестабилизиращи протеини.
Фигура: Диаграма за образуване на вилица на репликация на ДНК
Тези протеини имат способността да се свързват само с едноверижни (вече разплетени и разделени) участъци на молекулата, предотвратявайки появата на вторични гънки (фиби) върху тях поради случайни връзки между комплементарни нуклеотиди от едноверижна структура . Следователно те допринасят за изправянето на едноверижни области на молекулата, което е необходимо за нормалното изпълнение на матрични функции от тях.
Бързото развиване на ДНК с помощта на хеликаза без допълнително завъртане на нишките една спрямо друга трябва да доведе до образуването на нови завои (възли) в областите на родителската молекула пред движещата се репликационна вилица, които създават повишено топологично напрежение в тях региони. Това напрежение се елиминира от друг протеин (ДНК топоизомераза), който, движейки се по двуверижната родителска ДНК пред репликационната вилица, причинява временни разкъсвания в една от веригите на молекулата, разрушавайки фосфодиестерните връзки и прикрепвайки към счупения край . Полученото разкъсване осигурява последващото завъртане на двойната спирала, което от своя страна води до разплитане на получените суперспирали (възли). Тъй като прекъсването на полинуклеотидната верига, причинено от топоизомераза, е обратимо, счупените краища се присъединяват бързо веднага след разрушаването на комплекса на този протеин със счупения край.
На втория етап се извършва матричен синтез на нови (дъщерни) полинуклеотидни вериги на базата на добре познатия принцип на допълващо съответствие на нуклеотидите на старата (матрица) и новите вериги. Този процес се извършва чрез комбиниране (полимеризиране) на нуклеотидите от новата верига, като се използват няколко вида ДНК полимеразни ензими. Трябва да се отбележи, че нито една от познатите днес ДНК полимерази не е в състояние да започне синтеза на нов полинуклеотид, като просто се комбинират два свободни нуклеотида. Инициирането на този процес изисква наличието на свободен 3'-край на която и да е полинуклеотидна ДНК (или РНК) верига, която е свързана с друга (комплементарна) ДНК верига. С други думи, ДНК полимеразата е способна да добавя нови нуклеотиди към свободния 3'-край на съществуващ полинуклеотид и следователно е в състояние да развива тази структура само в посока 5 '→ 3'.