Стадия инициации

1. Репликация ДНК начинается одновременно во многих точках (их число может превышать тысячу), которые называются точками инициации.

2. К точкам инициации присоединяются ферменты хеликазы (helix - спираль), которые расплетают короткие участки ДНК. На разделение каждой пары оснований расходуется энергия гидролиза двух молекул АТФ.

3. Как только небольшой участок ДНК оказывается расплетенным, к каждой из разделившихся цепей прочно присоединяются несколько молекул ДНК-связывающего белка(SSB белок – single strand binding), которые препятствуют образованию комплементарных пар и обратному восстановлению цепей.

4. У прокариот хеликазе помогает фермент ДНК-гираза (семейство топоизомераз). Гираза выполняет функцию шарнира: он обеспечивает кратковременный разрыв одной из цепи ДНК, быстро восстанавливаемый с высокой точностью после одного или нескольких оборотов вокруг второй цепи. Этот фермент не только позволяет ДНК вращаться, но и активно закручивает ее в направлении, благоприятствующем расплетению цепей матрицы. В результате расплетения молекулы ДНК образуются репликационные пузыри, каждый их которых состоит из 2 репликативных вилок. Процесс репликации происходит в обеих репликативных вилках, но имеет противоположное направление, что обусловлено антипараллельностью молекулы ДНК.

5. В каждой репликативной вилке выделяют 3'и5' концы. Синтез дочерних нитей ДНК происходит всегда в направлении 5'®3'. Стадия инициации завершается синтезом праймера - короткого фрагмента РНК, состоящего из 10 рибонуклеотидов, комплементарных одной из цепи матричной ДНК. Синтез праймера осуществляется ферментом ДНК-зависимой-РНК-полимеразой или праймазой. Синтез праймера необходим для фермента ДНК-полимеразы III, который не может начать синтез дочерней нити ДНК на "пустом" месте. 3’-ОН группа концевого рибонуклеотида праймера служит затравкой для синтеза ДНК под действием ДНК-полимеразы III.