繊毛は受容菌に付着し、両者を引き付け、接着させる。Polymerase)、Relaxosome(図のRelax'a'someは誤り)、Transfersome(図のTransfer'a'someは誤り)が結合する。巻き戻されたssDNAは受容菌へと伝達する。両細胞でプラスミドが二重らせんになるようDNA複製が起こる。接合においてDNA複製が利用される。接合とは細菌の生殖様式の一つで、一つの個体(供与菌、F+)が別の個体(受容菌、F-)に自身の(染色体やプラスミドの)DNAを移動させることである。4]であるF因子(Fプラスミド)の仲介で起こる。このF因子を、持つ供与菌が持たない受容菌に移す。接合ではF因子(とそれと地続きの染色体)の巻き戻りが起こり、一方のssDNAは受容菌へと移動。DNA複製はここで登場し、供与菌と受容菌両方のssDNAを正常なdsDNAに変換する。kb)領域が必要で、伝達領域の一端にある伝達起点oriTから始まる。リラクセーズのTraIはoriTを認識し、nicと呼ばれる部位を切断する[53][54]。生じた5’末端に共有結合し、約200bpにわたりdsDNAを巻き戻す[53][54]。巻き戻しはTraIが5’末端から環に沿って移動しながら行う。遊離した5’末端は受容菌へと移動し(このとき供与菌と受容菌は接触し、つながっている)、次々と巻き戻されるssDNAを先導する。F因子がプラスミド型の場合、巻き戻しは環全体にわたり、(一本鎖の)F因子丸々1個が受容菌に伝達される。染色体に組み込まれている場合、DNA伝達は伝達領域とは逆方向へ進む[53][54]。プラスミド型と同様に5’末端から受容菌へと入っていくが、これは細菌間の接触が壊れるまで続く。細菌の染色体全体が伝達するのにおよそ100分かかるが、通常はその前に接合は中断する[53][54]。接合によって互いのF因子または染色体は一本鎖になるが、それはDNA複製によって二重らせんに戻る。DNA複製が巻き戻しと同時に起こっているなら、ウイルスのDNA複製で紹介するローリングサークル型複製に似ている。伝達は複製と全く独立した過程であり、これはローリングサークル型複製とは言えない。真核生物のDNA複製機構は基礎を真正細菌と同じにしながら、それよりもはるかに複雑となっている。その大きな特徴の一つはまず、レプリコンがゲノム中に多数点在することである。理由はいくつかあり、第一にゲノムサイズが著しく巨大である。第二に、例えば大腸菌のゲノムは1本の染色体で十全だが、人間の場合23対も存在する。最後に、ほとんどの原核生物は染色体が環状であるのに対し、ほとんどの真核生物は線状であること。これは#末端複製問題で説明したような問題を引き起こす。真核生物のレプリコンは比較的短く、酵母やショウジョウバエで約40kb、動物細胞では約100kbである[55][56]。この大きさは同一ゲノム内でも10倍以上のばらつきがある[55][56]。真核生物の複製速度は約2000bp/分であり、約50,000bp/分の細菌と比べるとずっと遅い[55][56]。真核生物には複製停止点がなく[55][56]、隣の複製フォークとの衝突によりその複製部位でのDNA複製は完了する[11]。phase)にのみ起きる。S期は最初のレプリコン点火から始まり、典型的な哺乳類の体細胞ではS期が6時間以上続く[55][38]。複製プログラムとは、真核生物のDNA複製においてレプリコンが点火される順番である。全てのレプリコンが一度に点火されないことには例外があり、ショウジョウバエの初期胚の核分裂では多数のレプリコンが同時に点火され、S期は短縮されている[56]。染色体には「初期に複製する領域」と「後期に複製する領域」とがある[55][57]。ブロモデオキシウリジンで複製フォークを標識し、抗体で染色して観察すると、染色が集中した「フォーカス」が染色体あたり100〜300観察される[55][57]。このフォーカスはおよそ300以上の複製フォークを含む。これらのことから、ある時期にレプリコンの一群が一斉に点火されてそのDNA複製は局所的に制御されると考えられている。複製プログラムの実態は複製開始因子が複製起点に作用する順番であり、クロマチン構造や核における三次元的配置といったエピジェネティクスな制御により各領域への複製開始因子の接近のしやすさを調節することで複製プログラムは制御されている[58]。出芽酵母において複製開始因子のいくつかは複製起点の数よりも少なく、上述のように全てのレプリコンの同時点火は起こらず、また、複製開始因子の複製起点への結合がDNA複製の律速段階である。cerevisiaeのヒストン脱アセチル化酵素のRpd3は初期および後期の複製起点の両方の複製開始を抑制し、Sirtuinファミリー(NAD+依存性ヒストン脱アセチル化酵素)のSir2は初期の複製起点の複製開始を促進することが明らかとなった[59]。領域と単一コピー領域のDNA複製は競合しており、Sir2がDNA複製される活性なrDNAの複製起点の分布を低く抑えることにより正常なDNA複製が行われる[59]。cerevisiaeの複製開始点の約30%が、ヒトの場合は50%がrDNA領域といった多コピーの繰り返し配列に存在する。cerevisiaeのrDNAには150~200コピーの繰り返し配列があり、各繰り返し配列に複製起点があるが、1回のS期においてDNA複製される活性な複製起点はそのうち20%に過ぎない。rDNAの活性な複製起点は転写が活性な遺伝子の下流に存在する。rDNAにおける活性な複製起点の分布はSir2により決定されている。rDNAにおいて隣接する3~4個の活性な複製起点の集団が形成されており、各集団はSir2によるヒストン脱アセチル化により不活性化された領域で隔てられている。Sir2がrDNA領域の複製における負の制御効果を持つのに対し、Rpd3は正の制御効果を持つ。吉田和真は、複製プログラムの制御においてヒストン脱アセチル化酵素の各複製起点への作用よりもむしろrDNA領域の複製開始点の活性の操作の重要性が大きいとする説を提唱した[59]。複製プログラムは、細胞の系統や分化および発生の過程に応じて柔軟に変化する[60]。染色体には、正常なDNA複製で点火される数以上の余剰な複製起点(休眠複製起点)が存在し、複製フォークの進行が阻害されてフォークが停止した場合に、複製を完了させるためにフォークが到達できなかった領域にある休眠複製起点で点火される。休眠複製起点は、通常の複製起点と同様にG1期にライセンシングを受ける。マウスにおける実験から、外来のストレスがない状態であっても複製フォークの停止は多数引き起こされ、ライセンシングを受けた休眠複製起点の数が低く抑えられた個体において停止複製フォークが蓄積することが明らかとなった[62]。停止複製フォークの蓄積は複製後染色体の不分離の原因となり、がんを引き起こす。休眠複製起点の抑制は、マウスにおいてMCM六量体のドメインのひとつであるMCM4をコードするMcm4変異体(345番目のフェニルアラニンがイソロイシンに変換された点突然変異)で観察することができる。Mcm4変異体において、MCM六量体に2つの補因子CDC45とGINSが結合したCMG複合体の量が減少し、野生型と比べて分子量が低いものと同じものの両方が観察された。変異型CMG複合体のヘリカーゼ活性は野生型と同等であり、Mcm4変異は正常なMCM六量体の形成を減少させることでライセンシングされた休眠複製起点の数を減らすと考えられている。休眠複製基点は停止複製フォークのレスキューの主要な手段であるが、染色体上に均一に分布しておらず、休眠複製基点がほとんどない脆弱部位が存在する[63][64]。脆弱部位では、停止複製フォークのレスキューにおいて相同組換えなどによる複製フォークの再始動が重要となる。真核細胞において、複数の、複製が行われる配列(複製部位)は特定の場所に集まることが知られており、その場所を複製焦点と呼ぶ[66]。複製部位は、免疫染色による娘鎖または複製酵素の、もしくはGFPタグによる複製因子のモニタリングにより観測できるが、それらの実験によって、複製が行われるS期において大きさや位置が様々な複製焦点が、複製フォークの総数よりもはるかに小さな数で存在することが明らかとなった。Lengronneらの研究によると、複製起点はG1およびS期の細胞において常に移動しており、またG1期からS期への移行時にそのダイナミクスが減少する[67]。このため、複製起点は、ラミンタンパク質といった、クロマチンの立体構造を形成するタンパク質に結合するなりして核内の特定の位置に固定されているわけではなく(出芽酵母はラミンタンパク質を持たない)、またS期に入ると複製起点は自己集合して複製焦点を形成することが示唆された。複製焦点の形成は、複製起点の点火が空間的にも時間的にも調節されていることにより引き起こされる。Pardollらは、哺乳動物の細胞において隣接する複製起点は同時に点火されることを発見した[68]。複製部位が空間的に並列することにより複製フォークの密集化(クラスター化)がもたらされる。クラスター化は、隣接複製起点の一方が点火前に何らかの原因で巻き戻されて点火されなくなる、もしくは複製フォークの進行が阻害されて停止したとき(原因として、転写装置などのDNAと強く結合しているタンパク質との衝突、伸長反応の基質であるdNTPの枯渇、DNA損傷による妨害などがある)に、複製に失敗した領域をもう一方からの複製フォークがすぐに複製に再挑戦するようにするためと考えられている(停止複製フォークのレスキュー)。停止複製フォークのレスキューの機構には、正常なDNA複製には点火されない休眠複製起点の利用もある。Recognition)。Recruitment)。DNA複製の開始段階における、Cdc6の役割[69]。replication)。ATPからエネルギーを受け取り、ORCとCDC6はヘリカーゼであるMCMを呼び寄せる。真核生物におけるDNA複製のモデル生物は酵母である。