2つの方向にそれぞれ複製される。このいわゆる双方向性複製途中のDNAは、ギリシャ文字のθに見えることからシータ構造と呼ばれる。bpで[42][43]、これは真正細菌一般の複製起点で共通しているようである。oriCにおける複製開始の過程を示す。大腸菌にはTTATCCACAという共通配列が4つ存在し、このうち2つは残りの2つに対して逆を向く。ある)DnaAが結合することからDNA複製は始まる。この状態をさらに詳しく述べると、親和性の高い5か所のdnaAボックスに5つ、次に親和性の低い部位に1つDnaAが結合し、これらがさらにオリゴマーを形成する。このオリゴマーは環状六量体である可能性が高く、親鎖はその外側に巻きつく[42]。むき出しのssDNAにDnaCの補助でDnaBが結合する。導くことであるが、これは開鎖複合体の出現というよりは、DnaAの直接の機能のようである。あり、DnaAの結合からDnaBが誘われる場合、二重らせんの融解は起こらない。開鎖複合体の形成には少なくともほかにRNAポリメラーゼとHUタンパク質の2つが必須である。隣接する領域にRNAを合成する。この短鎖は親鎖の一本に結合し、もともとの会合DNAに取って代わって塩基対を形成。して生じるDNAとRNAの部分的な二重らせんをRループと呼ぶ。HUタンパク質は親鎖を屈曲させる[44]。融解を促進すると考えられている。いう構造になる[42]。DnaGとほかのタンパク質が結合するのはこのssDNA領域が形成されたときである。DnaBとDnaGがそろい、プライモソームは完成。親dsDNAを解いて複製バブルを形成し、リーディング鎖のプライマーを合成する。この後、プライモソームは次の伸長段階を執り行う複製工場レプリソームの一部として働く。その役割は、第一にプライマーゼとして岡崎フラグメントのプライマー合成を繰り返すこと。第二に、DNAヘリカーゼとして親鎖を解き続けることである。プライモソームもレプリソームも複製バブルを拡張させつつ、そばに複製フォークを留める。大腸菌ファージは宿主である大腸菌のタンパク質を拝借するとはいえ、プライマー合成の方法はファージの種類により大きく異なる。最初に発見されたM13ファージは宿主のRNAポリメラーゼをプライマーに利用する。ほかのファージや大腸菌自身はRNAポリメラーゼではなく、大腸菌DnaG遺伝子の産物であるDnaGを利用する。よると、大腸菌や大半の大腸菌ファージにとってラギング鎖でのプライマー合成には少なくともほかにDNAヘリカーゼであるDnaBも必要であるようらしい。プライマー合成に必要なこれらのタンパク質群をプライモソーム(primosome)と呼ぶ。プライモソームは普通DnaGとDnaBの2つのみを指すが、プライモソームを形成するためにほかのタンパク質が必要な場合もある。大腸菌のプライモソームは移動性を持つ。一本鎖DNA結合タンパク質に覆われていない、φX174ファージの環状DNA上を動きながらプライマー合成を繰り返すことができる。この性質は、岡崎フラグメントの合成を繰り返すラギング鎖合成に必要である。一方で、ただ一つの複製起点で済むリーディング鎖合成にはDnaBやRNAポリメラーゼの単独で十分である。始まりは前段階におけるDNAクランプとDnaBのプレプライミング複合体への結合を引き金とする[42]。これらの相互作用はDnaAオリゴマー内でATP加水分解を起こす。すると、オリゴマーは分離するのでその複製起点からもう一度DNA複製が起こるのは防がれる。真正細菌についての遺伝学的研究は大腸菌で際立って進んでいる。そこで、大腸菌において実際に伸長段階を担う複製装置であるレプリソームについて第一項で解説する。大腸菌ではDNA複製はまずリーディング複製から始まる。ntが合成されてから次いで最初のラギング鎖合成へと続く。#伸長で前述したようにラギング鎖合成はリーディング鎖に比べ複雑である。その機構の精妙で興味深い特徴が大腸菌で発見された。トロンボーンモデルと名付けられたそれは第二項で紹介する。大腸菌のレプリソーム編集レプリソームとは、DNA複製伸長段階において複製フォークに形成される酵素の総称である。複数の複合体が集合し、1つの「工場」として機能していると考えられている。その詳細が最も明らかになっているのは大腸菌であるが、大腸菌における酵素の構成とそれらの協調的機能を紹介する。レプリソームにおいて最も重要なのはやはりDNAポリメラーゼだろう。IIIホロ酵素である。IIIコア酵素とγ複合体(クランプローダータンパク質)、さらにSSBと相互作用するχとφサブユニットである[45]。III(αサブユニット)と3’→5’方向のDNA修復をするエキソヌクレアーゼ(εサブユニット)、θサブユニット、さらにDNAクランプであるβクランプ(βサブユニット二量体)で構成される[46]。γ複合体はγ、δ、δ’および2つのτサブユニットから成る[45]。見た目から言えば、βクランプを構える5本のサブユニットと、その五本指の手のような巨大部位に伸びている細長いτサブユニットがある[47]。III(とDnaB)に結合し、一方、装着部位との連結鎖は柔軟である[47]。IIIはそれぞれリーディング鎖とラギング鎖を担当するためγ複合体とつながっていてもある程度自由に動けなければならない。連結鎖の柔軟さはこのためにあるとされる。各サブユニットの相互作用について説明する。3]を含み、γ複合体と相互作用する。2本のτサブユニットはDnaBにも連結するために挟み込むためである。この連結はDnaBの移動速度を10倍に促進する[48]。次に、プライマーゼの相互作用はDnaBとの間で起こる。この場合、ほかの構成タンパク質と異なり、複製フォークへの結合は強固ではない。プライマーゼの役割はSSBに覆われたssDNAに結合してプライマーを合成することであるが、このときにヘリカーゼとも結合する。その理由は、この結合が本来の仕事を1000倍に促進するためである[48]。仕事が済めばDNAからすぐに離れる。真核生物の場合、大腸菌のように2つのDNAポリメラーゼによる複合体は形成しない。C:RFC)[49]は存在するが、リーディング鎖とラギング鎖の各DNAポリメラーゼは別々に働く。トロンボーンモデル編集トロンボーンモデルとは、大腸菌で発見されたラギング鎖合成の特徴的な様式を指す[29][50]。ラギング鎖合成では親鎖の一部がループ構造を形成し、複製過程でこのループが演奏中のトロンボーンのように伸びたり縮んだりする。進行方向が反対であるにもかかわらず、2つの親鎖は同じ速度で複製されるのは不思議なことである。IIIは複製作業を分散している。中断してはDNAから離れ、はるか遠くのプライマー-鋳型接合体に移動し、作業を再開しなければならない。これがリーディング鎖と同じペースというのは、解離から再結合までのタイムラグが一瞬でなければならないはず。IIIのジャンプのカギはラギング鎖が成すループ構造とその根元を掴むレプリソームである。前述したようにレプリソームはDNAへリカーゼを持つため、常に複製フォークに存在する。リーディング鎖、ラギング鎖担当のDNAポリメラーゼも含む。レプリソームはラギング鎖において2カ所を掴む。1つはDNAへリカーゼを介した複製フォーク。ループの根元の1本はそこから分かれたばかりのssDNAである。IIIにより複製中の部分である。ループ構造はこれら離れた2箇所の距離をなくす[51][52][50]。2本の根元ssDNAは1本の親鎖であるが、流れる向きは異なり、どちらもループへと向かう。IIIの通過DNA領域とDnaBのそれを送り込むため、ループは大きくなっていく。このとき、γ複合体は開いたDNAクランプを準備している。岡崎フラグメントが伸長され始めてからしばらくすると、DNAヘリカーゼにプライマーゼが結合する。IIIの複製方向と逆の位置に行き、プライマーRNAを置く。IIIは直前に伸長した岡崎フラグメントに到達する。IIIは既製の岡崎フラグメントに出会うと、親鎖(にはまったDNAクランプ)から離れる。レプリソームが根元の一つを放すことにより、ループは縮む。IIIは鋳型鎖から解離した後もレプリソームの一部として複製フォークに留まるので、次のプライマー-接合体へと素早く移動[51][52]。IIIはこれに結合する。ラギング鎖合成ではこれが繰り返される。