La fase di inizio della replicazione

La fase iniziale della formazione della forca replicativa richiede la separazione dei due filamenti del DNA in modo tale che possano fornire uno stampo per la sintesi dei primer e del DNA. Sebbene questa separazione sia semplice all'estremità terminali dei cromosomi, la sintesi del DNA generalmente inizia in una o più regioni interne, questo vale anche per i cromosomi circolari dei batteri che non hanno estremità. Gli specifici siti dove il DNA si apre e dove inizia la sintesi vengono chiamati origini di replicazione. A seconda degli organismi ci possono essere da una a migliaia di queste origini. Nel 1963, Francois Jacob, Sydney Brenner e Jacques Cuzin proposero un modello per spiegare gli eventi che permettono l'inizio della replicazione nei batteri. Essi definirono tutto il DNA sintetizzato, a partire da un'unica origine, come replicone. Per esempio, poiché l'unico cromosoma di E. coli ha un'unica origine di replicazione, l'intero cromosoma è un replicone. Al contrario, multiple origini di replicazione frazionano il singolo cromosoma eucariotico, in altrettanti repliconi: uno per origine. Il modello del replicone contempla due componenti che controllano l'inizio della replicazione: il replicatore e l'iniziatore. Il replicatore è definito come l'intero set di sequenze nucleotidiche agenti in cis sufficiente per dirigere l'inizio della replicazione. L'iniziatore, invece, è una proteina che riconosce in modo specifico un elemento del DNA che si trova nel replicatore, e attiva l'inizio della replicazione. Comunque, le sequenze di DNA che rappresentano il replicatore condividono due caratteristiche comuni. In primo luogo, esse includono un sito di legame per la proteina iniziatrice, per secondo, esse includono tratti ricchi di AT che si aprono molto facilmente anche se non spontaneamente. In E. coli il replicatore necessario per la replicazione del cromosoma è chiamato oriC. Una sequenza di 9 paia di basi, ripetuta cinque volte, è il sito di legame per l'iniziatore: la proteina DnaA. Un'altra sequenza di 13 bp, ripetuta tre volte è il sito dove la doppia elica inizia a dividersi per formare il singolo filamento. I replicatori trovati negli eucarioti multicellulari, invece, non sono stati ancora identificati con certezza.