Ініціація реплікації у бактерій

Сайт ініціації реплікації E. coli – ориджин oriC – є ділянкою довжиною 245 пар основ, яка містить чотири сайти по дев’ять пар основ кожний, що мають спорідненість до білка DnaA, а також кілька АТ-збагачених ділянок по 13 пар основ зі зниженою стабільністю подвійної спіралі. Передумовою ініціації реплікації є створення за рахунок активності гірази певного рівня негативної надспіралізації в циркулярній хромосомі. По-перше, негативна надспіралізація сприяє локальному руйнуванню подвійної спіралі в межах ориджина. По-друге, оскільки введення надспіралізації є можливим тільки за умови цілісності полінуклеотидних ланцюгів (хоча б один одноланцюговий розрив знімає будь-яку еластичну напругу), це є ефективною перевіркою готовності матриці (по всій довжині) до реплікації.

На першій стадії ініціації кілька копій DnaA (у комплексі з АТР) зв’язуються з ориджином (рис. 18) та індукують АТР-залежне локальне плавлення подвійної спіралі. Білок DnaС завантажує на одноланцюгові ділянки геліказу DnaВ, яка, у свою чергу, рекрутує праймазу та інші елементи реплісоми. Праймаза здійснює синтез праймерів на лідируючих ланцюгах і замінюється на ДНК-полімеразу ІІІ: починається рух двох реплікативних вилок у протилежних напрямках. Напрямок руху задається напрямком транслокації гелікази по ланцюгу, що запізнюється. Присутність гелікази саме на цьому ланцюзі забезпечує рекрутування до нього праймази під час елонгації реплікації на початку синтезу кожного фрагмента Оказакі.

На діаметрально протилежному щодо oriC боці циркулярної хромосоми розташовано 6 ділянок по 22 пари основ – сайтів термінації реплікації (Ter A, B, C, D, E, F), які утворюють комплекс із білком Tus (Terminus utilization substance). На сайтах термінації, зв’язаних із цим білком, реплікативні вилки зупиняються. Зона між ними піддається далі локальному плавленню і після цього відбувається добудова прогалин і декатенація (див. рис. 17).

Рис. 18. Ініціація реплікації в E. coli. Жовтим позначено 13-мерні ділянки ДНК зі зниженою стабільністю.