染色体の複製

細胞周期のS期では、染色体複製のプロセスは、多数の複製起点にある細胞の各染色体で同時に開始されます。

複製の起源は、DNA複製が始まる部位で、起源認識複合体と呼ばれる特殊な開始タンパク質と相互作用するヌクレオチド配列です。

これらのレプリケーションの起点を定義することは困難です。例えば、ヒトゲノムのサイズが大きいことを考えると、全ゲノムを適時に複製するには、推定数万の起源が必要になるでしょう。

ヒトでは、特定の起源配列に関する明確なコンセンサスには至っていません。むしろ、起源はヌクレオチド配列とクロマチン構造の組み合わせによって定義される可能性が高いです。

複製の起点と、隣接する複製フォークが最終的に融合する複製の2つのそれぞれの末端にまたがるDNAの長さは、レプリコンと呼ばれます。

ただし、レプリケーションはすべてのレプリコンで同時に行われるわけではありません。細胞の種類が異なれば、複製の開始のタイミングはそれぞれ異なり、通常は起点のクラスターで発生します。

DNA複製は、このようにして染色体全体を通じて進行し、逆転写酵素であるテロメラーゼが関与する独自の複製プロセスを持つテロメアに到達します。

細胞周期のこの時点で、細胞分裂またはM期の直前に、細胞は染色体質量を効果的に2倍にしています。

DNAに加えて、ヒストンタンパク質は真核生物の染色体の物理的構造と機能にとって重要です。したがって、染色体複製中、ヒストン合成はDNA複製と同時に起こらなければなりません。

複製の起源から外側に放射状に広がる複製フォークは、ヒストン八量体をそれらのサブユニットに破壊します。

新たに合成されたヒストンサブユニットと古いヒストンサブユニットは、八量体に再集合し、娘DNA鎖に分配されます。したがって、ヒストンは、古いヒストンと新しいヒストンの両方が新しく合成された娘鎖にランダムに分離される半保存的な方法で複製されます。