Eukaryotic DNA replication
યુકેરીયોટિક ડીએનએ પ્રતિકૃતિ એ એક સંરક્ષિત પદ્ધતિ છે જે ડીએનએ પ્રતિકૃતિને કોષ ચક્ર દીઠ એક વખત સુધી મર્યાદિત કરે છે. રંગસૂત્રોના ડીએનએની યુકેરીયોટિક ડીએનએ પ્રતિકૃતિ કોષની પ્રતિકૃતિ માટે કેન્દ્રિય છે અને યુકેરીયોટિક જીનોમની જાળવણી માટે જરૂરી છે. ડીએનએ પ્રતિકૃતિ એ ડીએનએ પોલિમરેઝની ક્રિયા છે જે મૂળ ટેમ્પલેટ સ્ટ્રાન્ડના પૂરક ડીએનએ સ્ટ્રાન્ડનું સંશ્લેષણ કરે છે. ડીએનએનું સંશ્લેષણ કરવા માટે, પોલિમરેઝની આગળ ડીએનએ હેલિકેસ દ્વારા ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએને ખોલવામાં આવે છે, જે બે સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ નમૂનાઓ ધરાવતી પ્રતિકૃતિ કાંટો બનાવે છે. પ્રતિકૃતિ પ્રક્રિયાઓ એક ડીએનએ ડબલ હેલિક્સને બે ડીએનએ હેલિક્સમાં નકલ કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે મિટોસિસમાં પુત્રી કોષોમાં વહેંચાયેલી હોય છે. પ્રતિકૃતિ કાંટો પર હાથ ધરવામાં આવતા મુખ્ય ઉત્સેચકીય કાર્યો પ્રોકેરીયોટ્સથી યુકેરીયોટ્સ સુધી સારી રીતે સંરક્ષિત છે, પરંતુ યુકેરીયોટિક ડીએનએ પ્રતિકૃતિમાં પ્રતિકૃતિ મશીનરી ઘણી મોટી જટિલ છે, જે પ્રતિકૃતિના સ્થળે ઘણા પ્રોટીનનું સંકલન કરે છે, પ્રતિકૃતિ બનાવે છે. પ્રતિકૃતિ દરેક પ્રસારક કોષમાં સંપૂર્ણ જીનોમિક ડીએનએની નકલ કરવા માટે જવાબદાર છે. આ પ્રક્રિયા વારસાગત/આનુવંશિક માહિતીને માતાપિતાના કોષમાંથી પુત્રી કોષમાં ઉચ્ચ-વફાદારીથી પસાર કરવાની મંજૂરી આપે છે અને આમ તે તમામ સજીવો માટે જરૂરી છે. મોટાભાગનું કોષ ચક્ર એ સુનિશ્ચિત કરવાની આસપાસ બનેલું છે કે ડીએનએ પ્રતિકૃતિ ભૂલો વિના થાય છે. કોષ ચક્રના G1 તબક્કામાં, ઘણી DNA પ્રતિકૃતિ નિયમનકારી પ્રક્રિયાઓ શરૂ કરવામાં આવે છે. યુકેરીયોટ્સમાં, મોટાભાગના ડીએનએ સંશ્લેષણ કોષ ચક્રના એસ તબક્કા દરમિયાન થાય છે, અને સમગ્ર જીનોમને બે પુત્રી નકલો બનાવવા માટે છૂટો અને ડુપ્લિકેટ કરવો આવશ્યક છે. જી2 દરમિયાન, કોઈપણ ક્ષતિગ્રસ્ત ડીએનએ અથવા પ્રતિકૃતિ ભૂલો સુધારવામાં આવે છે. છેવટે, જીનોમની એક નકલ મિટોસિસ અથવા એમ તબક્કામાં દરેક પુત્રી કોષમાં અલગ કરવામાં આવે છે. આ પુત્રીની નકલોમાં દરેકમાં પેરેંટલ ડુપ્લેક્સ ડીએનએમાંથી એક સ્ટ્રાન્ડ અને એક નવજાત એન્ટિપેરેલલ સ્ટ્રાન્ડ હોય છે. આ પદ્ધતિ પ્રોકેરીયોટ્સથી યુકેરીયોટ્સ સુધી સંરક્ષિત છે અને તેને અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત ડીએનએ પ્રતિકૃતિ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ડીએનએ પ્રતિકૃતિના સ્થળ માટે અર્ધસંરક્ષક પ્રતિકૃતિની પ્રક્રિયા કાંટો જેવી ડીએનએ રચના છે, પ્રતિકૃતિ કાંટો, જ્યાં ડીએનએ હેલિક્સ ખુલ્લું હોય છે, અથવા વણાયેલું હોય છે, જે ઓળખ માટે અનપેયર્ડ ડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને ખુલ્લી પાડે છે અને મુક્ત ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએમાં સામેલ કરવા માટે આધાર જોડી બનાવે છે. યુકેરીયોટિક ડીએનએ પ્રતિકૃતિની પ્રારંભિક શરૂઆત એ ડીએનએ સંશ્લેષણનો પ્રથમ તબક્કો છે જ્યાં ડીએનએ ડબલ હેલિક્સ છૂટી જાય છે અને ડીએનએ પોલિમરેઝ α દ્વારા પ્રારંભિક પ્રારંભિક ઘટના અગ્રણી સ્ટ્રાન્ડ પર થાય છે. લેગિંગ સ્ટ્રાન્ડ પર પ્રાઇમિંગ ઇવેન્ટ પ્રતિકૃતિ કાંટો સ્થાપિત કરે છે. ડીએનએ હેલિક્સના પ્રાઇમિંગમાં ડીએનએ પોલિમરેઝ α દ્વારા ડીએનએ સંશ્લેષણને મંજૂરી આપવા માટે આરએનએ પ્રાઇમરના સંશ્લેષણનો સમાવેશ થાય છે. પ્રાઇમિંગ અગ્રણી સ્ટ્રાન્ડ પર મૂળમાં અને દરેક ઓકાઝાકી ટુકડાની શરૂઆતમાં લેગિંગ સ્ટ્રાન્ડ પર એકવાર થાય છે. પ્રતિકૃતિની ઉત્પત્તિ પ્રતિકૃતિની ઉત્પત્તિથી શરૂ થાય છે. આ સાઇટ્સ ધરાવતા ડીએનએ સિક્વન્સને શરૂઆતમાં 1970 ના દાયકાના અંતમાં પ્લાઝમિડ્સની પ્રતિકૃતિને ટેકો આપવાની તેમની ક્ષમતાના આધારે અલગ કરવામાં આવ્યા હતા, તેથી સ્વાયત્ત રીતે પ્રતિકૃતિ સિક્વન્સ (એઆરએસ) નું નામ આપવામાં આવ્યું હતું. મૂળ તેમની કાર્યક્ષમતામાં વ્યાપક રીતે બદલાય છે, જેમાં કેટલાકનો ઉપયોગ લગભગ દરેક કોષ ચક્રમાં થાય છે જ્યારે અન્યનો ઉપયોગ એક હજાર એસ તબક્કામાં માત્ર એકમાં થઈ શકે છે. યીસ્ટ એઆરએસની કુલ સંખ્યા ઓછામાં ઓછી 1600 છે, પરંતુ જો ઓછી સક્રિય સાઇટ્સની ગણતરી કરવામાં આવે તો તે 5000 થી વધુ હોઈ શકે છે, એટલે કે દર 2000 થી 8000 બેઝ જોડીમાં એઆરએસ હોઈ શકે છે. પૂર્વ-પ્રતિકૃતિ જટિલ બહુવિધ પ્રતિકૃતિ પ્રોટીન ડીએનએ પ્રતિકૃતિ શરૂ કરવા માટે આ પ્રતિકૃતિ મૂળમાંથી ભેગા થાય છે અને અલગ પડે છે. પૂર્વ-પ્રતિકૃતિ સંકુલ (પૂર્વ-આર. સી.) ની રચના પ્રતિકૃતિ આરંભ પ્રક્રિયામાં મુખ્ય મધ્યવર્તી છે. પ્રતિકૃતિ મૂળ સાથે મૂળ ઓળખ સંકુલનું સંગઠન (ઓ. આર. સી.) કોષ વિભાજન ચક્ર 6 પ્રોટીન (સી. ડી. સી. 6) ની ભરતી કરે છે, જે ક્રોમેટિન લાઇસન્સિંગ અને ડી. એન. એ. પ્રતિકૃતિ પરિબળ 1 પ્રોટીન (સી. ડી. ટી. 1) દ્વારા સરળતા ધરાવતા લઘુ ક્રોમોસોમ જાળવણી (એમ. સી. એમ. 2-7) જટિલ પ્રોટીનને લોડ કરવા માટે એક મંચ બનાવે છે. કોષ ચક્રના જી1 તબક્કા દરમિયાન પ્રતિકૃતિ ઉત્પત્તિ સાથે એમ. સી. એમ. 2-7 સંકુલના સ્થિર જોડાણ માટે ઓ. આર. સી., સી. ડી. સી. 6 અને સી. ડી. ટી. 1 એકસાથે જરૂરી છે. પ્રતિકૃતિની યુકેરીયોટિક ઉત્પત્તિ કેટલાક પ્રોટીન સંકુલની રચનાને નિયંત્રિત કરે છે જે બે દ્વિદિશાત્મક ડીએનએ પ્રતિકૃતિ કાંટાની વિધાનસભા તરફ દોરી જાય છે. આ ઘટનાઓ પ્રતિકૃતિની ઉત્પત્તિ પર પૂર્વ-પ્રતિકૃતિ સંકુલ (પૂર્વ-આર. સી.) ની રચના દ્વારા શરૂ થાય છે. આ પ્રક્રિયા કોષ ચક્રના G1 તબક્કામાં થાય છે. પૂર્વ-આર. સી. રચનામાં મૂળ ઓળખ સંકુલ (ઓ. આર. સી.), સી. ડી. સી. 6 પ્રોટીન, સી. ડી. ટી. 1 પ્રોટીન અને મિનીક્રોમોઝોમ જાળવણી પ્રોટીન (એમ. સી. એમ. 2-7) સહિત ઘણા પ્રતિકૃતિ પરિબળોની ક્રમબદ્ધ એસેમ્બલીનો સમાવેશ થાય છે. એકવાર પૂર્વ-આર. સી. ની રચના થઈ જાય પછી, સંકુલનું સક્રિયકરણ બે કાઇનેઝ, સાયક્લિન-ડિપેન્ડન્ટ કાઇનેઝ 2 (સી. ડી. કે.) અને ડી. બી. એફ. 4-ડિપેન્ડન્ટ કાઇનેઝ (ડી. ડી. કે.) દ્વારા શરૂ થાય છે, જે ડીએનએ પ્રતિકૃતિની શરૂઆત પહેલાં પૂર્વ-આર. સી. ને દીક્ષા સંકુલમાં પરિવર્તિત કરવામાં મદદ કરે છે. આ સંક્રમણમાં ડીએનએને ખોલવા અને વણાયેલા ડીએનએની આસપાસ બહુવિધ યુકેરીયોટિક ડીએનએ પોલિમરેઝ એકઠા કરવા માટે વધારાના પ્રતિકૃતિ પરિબળોની ક્રમબદ્ધ એસેમ્બલીનો સમાવેશ થાય છે. પ્રતિકૃતિ ઉત્પત્તિ પર દ્વિ-દિશાત્મક પ્રતિકૃતિ કાંટો કેવી રીતે સ્થાપિત થાય છે તે પ્રશ્નના કેન્દ્રમાં એવી પદ્ધતિ છે જેના દ્વારા ORC પૂર્વ-પ્રતિકૃતિ સંકુલ રચવા માટે દરેક પ્રતિકૃતિ મૂળમાં બે હેડ-ટુ-હેડ Mcm2-7 સંકુલની ભરતી કરે છે. મૂળ ઓળખ સંકુલ પૂર્વ-પ્રતિકૃતિ સંકુલ (પૂર્વ-આર. સી.) ના સંયોજનનું પ્રથમ પગલું મૂળ ઓળખ સંકુલ (ઓ. આર. સી.) ને પ્રતિકૃતિ મૂળ સાથે જોડવાનું છે. અંતમાં માઇટોસિસમાં, Cdc6 પ્રોટીન બંધાયેલ ORC સાથે જોડાય છે અને ત્યારબાદ Cdt1-Mcm2-7 સંકુલને જોડાય છે. ડીએનએ પર છ પ્રોટીન મિનીક્રોમોઝોમ જાળવણી (એમ. સી. એમ. 2-7) સંકુલને લોડ કરવા માટે ઓ. આર. સી., સી. ડી. સી. 6 અને સી. ડી. ટી. 1 બધા જરૂરી છે. ઓઆરસી એ છ-પેટા એકમ, ઓઆરસી1પી-6, પ્રોટીન સંકુલ છે જે પ્રતિકૃતિની શરૂઆત માટે ડીએનએ પર પ્રતિકૃતિ મૂળ સ્થળોની પસંદગી કરે છે અને ક્રોમેટિન સાથે ઓઆરસી બંધન કોષ ચક્ર દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. સામાન્ય રીતે, ઓ. આર. સી. પેટા એકમોનું કાર્ય અને કદ ઘણા યુકેરીયોટિક જીનોમમાં સંરક્ષિત કરવામાં આવે છે, જેમાં તફાવત તેમની અલગ ડીએનએ બંધનકર્તા સાઇટ્સ છે. સૌથી વધુ વ્યાપક રીતે અભ્યાસ કરાયેલ મૂળ ઓળખ સંકુલ એ Saccharomyces cerevisiae અથવા યીસ્ટનું છે જે સ્વાયત્ત પ્રતિકૃતિ ક્રમ (એઆરએસ) સાથે જોડાવા માટે જાણીતું છે. એસ. સેરેવિસિયા ઓઆરસી ખાસ કરીને પ્રતિકૃતિના યીસ્ટના મૂળના એ અને બી 1 બંને ઘટકો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જે 30 બેઝ જોડીના પ્રદેશમાં ફેલાયેલ છે. આ સિક્વન્સને બાંધવા માટે ATP જરૂરી છે. એ. આર. એસ. ડી. એન. એ. સાથે જોડાયેલા એસ. સેરેવિસિયા ઓ. આર. સી. નું અણુ માળખું નક્કી કરવામાં આવ્યું છે. ઓઆરસી 1, ઓઆરસી 2, ઓઆરસી 3, ઓઆરસી 4 અને ઓઆરસી 5 એ તત્વને બે પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ, આધાર બિન-વિશિષ્ટ અને આધાર-વિશિષ્ટ દ્વારા ઘેરી લે છે, જે એ તત્વ પર ડીએનએને વળે છે. તમામ પાંચ પેટા એકમો આધાર વિશિષ્ટતા વિના ચુસ્ત પકડ બનાવવા માટે એ તત્વના બહુવિધ બિંદુઓ પર સુગર ફોસ્ફેટની કરોડરજ્જુનો સંપર્ક કરે છે. ઓર્સી 1 અને ઓર્સી 2 એ તત્વના નાના ખાંચાનો સંપર્ક કરે છે જ્યારે ઓર્સી 4 નું પાંખવાળું હેલિક્સ ડોમેન નિવેશ હેલિક્સ (આઈએચ) દ્વારા એ તત્વના મુખ્ય ખાંચમાં અપરિવર્તનશીલ ટીએસના મિથાઈલ જૂથોનો સંપર્ક કરે છે. મેટાઝોઅન્સમાં આ આઈ. એચ. ની ગેરહાજરી માનવ ઓ. આર. સી. માં અનુક્રમ વિશિષ્ટતાના અભાવને સમજાવે છે. એસ. સી. ઓ. આર. સી. માંથી આઇ. એચ. ને દૂર કરવાથી તે એ તત્વ માટે તેની વિશિષ્ટતા ગુમાવે છે, અને પ્રમોટર પ્રદેશો સાથે નિશ્ચિતપણે અને પ્રાધાન્યપૂર્વક (83 ટકા) જોડાય છે. એઆરએસ ડીએનએ ઓર્સી 2, ઓર્સી 5 અને ઓર્સી 6 સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા બી 1 તત્વ પર પણ વળેલું છે. ઓ. આર. સી. દ્વારા મૂળ ડીએનએનું વળવું ઉત્ક્રાંતિથી સંરક્ષિત હોવાનું જણાય છે જે સૂચવે છે કે તે એમ. સી. એમ. 2-7 જટિલ લોડિંગ મિકેનિઝમ માટે જરૂરી હોઈ શકે છે. જ્યારે ઓઆરસી પ્રતિકૃતિ ઉત્પત્તિ પર ડીએનએ સાથે જોડાય છે, ત્યારે તે પૂર્વ-પ્રતિકૃતિ સંકુલના અન્ય મુખ્ય પ્રારંભિક પરિબળોની એસેમ્બલી માટે સ્કેફોલ્ડ તરીકે કામ કરે છે. કોષ ચક્રના જી1 તબક્કા દરમિયાન આ પૂર્વ-પ્રતિકૃતિ જટિલ સંયોજન એસ તબક્કા દરમિયાન ડીએનએ પ્રતિકૃતિના સક્રિયકરણ પહેલાં જરૂરી છે. મેટાફેઝ પર રંગસૂત્રમાંથી સંકુલના ઓછામાં ઓછા ભાગને (ઓઆરસી 1) દૂર કરવો એ સસ્તન પ્રાણી ઓઆરસીના નિયમનનો એક ભાગ છે જેથી મેટાફેઝ પૂર્ણ થાય તે પહેલાં પૂર્વ-પ્રતિકૃતિ જટિલ રચનાને દૂર કરવામાં આવે. Cdc6 પ્રોટીન કોષ વિભાજન ચક્ર 6 (Cdc6) પ્રોટીનનું મૂળ ઓળખ સંકુલ (ORC) સાથે બંધન એ પ્રતિકૃતિની ઉત્પત્તિ પર પૂર્વ-પ્રતિકૃતિ સંકુલ (પૂર્વ-RC) ની એસેમ્બલીમાં એક આવશ્યક પગલું છે. Cdc6 એ. ટી. પી.-આધારિત રીતે ડીએનએ પર ORC સાથે જોડાય છે, જે મૂળ બંધનની પેટર્નમાં ફેરફારને પ્રેરિત કરે છે જેને ઓર્કે 1 ATPase ની જરૂર હોય છે. Cdc6ને ક્રોમેટિન સાથે જોડાવા માટે ORCની જરૂર પડે છે અને બદલામાં Cdt1-Mcm2-7 હેપ્ટામરને ક્રોમેટિન સાથે જોડવા માટે જરૂરી છે. ORC-Cdc6 સંકુલ વીંટીના આકારનું માળખું બનાવે છે અને તે અન્ય ATP-આધારિત પ્રોટીન મશીનો જેવું જ છે. સી. ડી. સી. 6 ના સ્તરો અને પ્રવૃત્તિ કોષ ચક્ર દરમિયાન પ્રતિકૃતિની ઉત્પત્તિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે તે આવર્તનને નિયંત્રિત કરે છે. સી. ડી. ટી. 1 પ્રોટીન ડીએનએ પ્રતિકૃતિ માટે ક્રોમેટિનના લાઇસન્સ માટે ક્રોમેટિન લાઇસન્સિંગ અને ડીએનએ પ્રતિકૃતિ પરિબળ 1 (સી. ડી. ટી. 1) પ્રોટીન જરૂરી છે. એસ. સેરેવિસિયામાં, સી. ડી. ટી. 1 એ એમ. સી. એમ. 2-7 સિંગલ હેક્સામરની ડાબા હાથની ખુલ્લી રીંગની રચનાને સ્થિર કરીને રંગસૂત્ર પર એક સમયે એમ. સી. એમ. 2-7 સંકુલને લોડ કરવાની સુવિધા આપે છે. ક્રોમેટિન સાથે એમ. સી. એમ. પ્રોટીનના જોડાણને સહકારથી પ્રોત્સાહન આપવા માટે સી. ડી. ટી. 1, સી. ડી. સી. 6ના સી ટર્મિનસ સાથે સંકળાયેલ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. ઓ. સી. સી. એમ. (ઓ. આર. સી.-સી. ડી. સી. 6-સી. ડી. ટી. 1-એમ. સી. એમ.) સંકુલનું ક્રાયો-ઇ. એમ. માળખું દર્શાવે છે કે સી. ડી. ટી. 1-સી. ટી. ડી. એમ. સી. એમ. 6-ડબલ્યુ. એચ. ડી. સાથે સંપર્ક કરે છે. મેટાઝોઅન્સમાં, કોષ ચક્ર દરમિયાન સી. ડી. ટી. 1 પ્રવૃત્તિ પ્રોટીન જેમિનિન સાથેના તેના જોડાણ દ્વારા કડક રીતે નિયંત્રિત થાય છે, જે બંને ડી. એન. એ. ની પુનઃ પ્રતિકૃતિને રોકવા માટે એસ તબક્કા દરમિયાન સી. ડી. ટી. 1 પ્રવૃત્તિને અટકાવે છે અને તેને સર્વવ્યાપકતા અને અનુગામી પ્રોટીઓલિસિસથી અટકાવે છે. મિનિક્રોમોઝોમ જાળવણી પ્રોટીન સંકુલ મિનિક્રોમોઝોમ જાળવણી (એમ. સી. એમ.) પ્રોટીનનું નામ એ. આર. એસ.-વિશિષ્ટ રીતે પ્લાઝમિડ સ્થિરતાને અસર કરતા એસ. સેરેવિસિયામાં ડીએનએ પ્રતિકૃતિ શરૂઆતના મ્યુટન્ટ્સ માટે આનુવંશિક સ્ક્રીન પરથી રાખવામાં આવ્યું હતું. એમ. સી. એમ. 2, એમ. સી. એમ. 3, એમ. સી. એમ. 4, એમ. સી. એમ. 5, એમ. સી. એમ. 6 અને એમ. સી. એમ. 7 એક હેક્સામેરિક સંકુલ બનાવે છે જે એમ. સી. એમ. 2 અને એમ. સી. એમ. 5 વચ્ચેના અંતર સાથે ઓપન-રિંગ માળખું ધરાવે છે. ક્રોમેટિન પર એમ. સી. એમ. પ્રોટીનની એસેમ્બલી માટે મૂળ ઓળખ સંકુલ (ઓ. આર. સી.), સી. ડી. સી. 6 અને સી. ડી. ટી. 1 ના સંકલિત કાર્યની જરૂર પડે છે. એકવાર એમ. સી. એમ. પ્રોટીન ક્રોમેટિન પર લોડ થઈ જાય પછી, ઓ. આર. સી. અને સી. ડી. સી. 6 ને અનુગામી ડીએનએ પ્રતિકૃતિને અટકાવ્યા વિના ક્રોમેટિનમાંથી દૂર કરી શકાય છે. આ અવલોકન સૂચવે છે કે પૂર્વ-પ્રતિકૃતિ સંકુલની પ્રાથમિક ભૂમિકા એમ. સી. એમ. પ્રોટીનને યોગ્ય રીતે લોડ કરવાની છે. ક્રોમેટિન પરના એમ. સી. એમ. પ્રોટીન હેડ-ટુ-હેડ ડબલ હેક્સામર બનાવે છે, જેમાં બે રિંગ્સ સહેજ નમેલી, ટ્વિસ્ટેડ અને ઓફ-સેન્ટર્ડ હોય છે, જે કેન્દ્રીય ચેનલમાં કિન્ક બનાવે છે જ્યાં બાઉન્ડ ડીએનએ બે રિંગ્સના ઇન્ટરફેસ પર કેપ્ચર થાય છે. દરેક હેક્સામેરિક એમ. સી. એમ. 2-7 રીંગ પહેલા પ્રતિકૃતિના સંયોજન માટે સ્કેફોલ્ડ તરીકે કામ કરે છે અને પછી ઉત્પ્રેરક સી. એમ. જી. (સી. ડી. સી. 45-એમ. સી. એમ.-જી. આઈ. એન. એસ.) હેલિકેઝના મુખ્ય ભાગ તરીકે કામ કરે છે, જે પ્રતિકૃતિનો મુખ્ય ઘટક છે. દરેક એમ. સી. એમ. પ્રોટીન અન્ય તમામ સાથે ખૂબ જ સંબંધિત છે, પરંતુ દરેક પેટા એકમના પ્રકારોને અલગ પાડતા અનન્ય ક્રમ યુકેરીયોટ્સમાં સંરક્ષિત છે. બધા યુકેરીયોટ્સમાં બરાબર છ એમ. સી. એમ. પ્રોટીન એનાલોગ હોય છે જે દરેક હાલના વર્ગોમાંથી એક (એમ. સી. એમ. 2-7) માં આવે છે, જે સૂચવે છે કે દરેક એમ. સી. એમ. પ્રોટીનનું એક અનન્ય અને મહત્વપૂર્ણ કાર્ય છે. ડીએનએ હેલિકેઝ પ્રવૃત્તિ માટે મિનીક્રોમોઝોમ જાળવણી પ્રોટીન જરૂરી છે. એસ તબક્કા દરમિયાન છ એમ. સી. એમ. પ્રોટીનમાંથી કોઈપણને નિષ્ક્રિય કરવાથી પ્રતિકૃતિ કાંટાની વધુ પ્રગતિ અટકાવવામાં આવે છે જે સૂચવે છે કે હેલિકેઝનું રિસાયકલ કરી શકાતું નથી અને પ્રતિકૃતિના મૂળમાં તેને એસેમ્બલ કરવું આવશ્યક છે. મિનીક્રોમોઝોમ જાળવણી પ્રોટીન જટિલ હેલિકેઝ પ્રવૃત્તિ સાથે, સંકુલમાં ATPase પ્રવૃત્તિ પણ સંકળાયેલી છે. અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે એમ. સી. એમ. પ્રોટીન સંકુલની અંદર એમ. સી. એમ. પ્રોટીનની ચોક્કસ ઉત્પ્રેરક જોડી હોય છે જે એ. ટી. પી. હાઇડ્રોલિસિસનું સંકલન કરવા માટે એકસાથે કાર્ય કરે છે. આ અભ્યાસો, જે એમ. સી. એમ. 2-7 સંકુલના ક્રાયો-ઇ. એમ. માળખાઓ દ્વારા પુષ્ટિ પામે છે, તે દર્શાવે છે કે એમ. સી. એમ. સંકુલ એ એમ. સી. એમ. 2-એમ. સી. એમ. 6-એમ. સી. એમ. 4-એમ. સી. એમ. 7-એમ. સી. એમ. 3-એમ. સી. એમ. 5-ના ક્રમમાં રિંગમાં ગોઠવાયેલા પેટા એકમો સાથેનું હેક્સામર છે. દરેક ઉત્પ્રેરક જોડીના બંને સભ્યો એવી રચનામાં ફાળો આપે છે જે એટીપી બંધન અને હાઇડ્રોલિસિસને મંજૂરી આપે છે અને સક્રિય અને નિષ્ક્રિય પેટા એકમોનું મિશ્રણ સંભવતઃ મેકએમ હેક્સામેરિક સંકુલને સંકલિત એટીપીએઝ પ્રવૃત્તિ બનાવવા માટે સમગ્ર રીતે એટીપી બંધન અને હાઇડ્રોલિસિસ પૂર્ણ કરવાની મંજૂરી આપે છે. મિનીક્રોમોઝોમ જાળવણી પ્રોટીનનું પરમાણુ સ્થાનિકીકરણ ઉભરતા યીસ્ટના કોષોમાં નિયંત્રિત થાય છે. એમ. સી. એમ. પ્રોટીન કોષ ચક્રના જી1 તબક્કા અને એસ તબક્કામાં ન્યુક્લિયસમાં હાજર હોય છે, પરંતુ જી2 તબક્કા અને એમ તબક્કા દરમિયાન કોષરસમાં નિકાસ થાય છે. સેલ ન્યુક્લિયસમાં પ્રવેશવા માટે એક સંપૂર્ણ અને અખંડ છ સબયૂનિટ એમ. સી. એમ. કોમ્પ્લેક્સ જરૂરી છે. એસ. સેરેવિસિયામાં, પરમાણુ નિકાસને સાયક્લિન-ડિપેન્ડન્ટ કિનેઝ (સીડીકે) પ્રવૃત્તિ દ્વારા પ્રોત્સાહન આપવામાં આવે છે. ક્રોમેટિન સાથે સંકળાયેલા એમ. સી. એમ. પ્રોટીન સી. ડી. કે. ની સુલભતાના અભાવને કારણે સી. ડી. કે. નિકાસ મશીનરીથી સુરક્ષિત છે. પ્રારંભિક સંકુલ કોષ ચક્રના G1 તબક્કા દરમિયાન, પ્રતિકૃતિ પ્રારંભિક પરિબળો, મૂળ ઓળખ સંકુલ (ORC), Cdc6, Cdt1, અને મિનીક્રોમોસોમ જાળવણી (Mcm) પ્રોટીન સંકુલ, અનુક્રમે DNA સાથે જોડાઈને એમસીએમ રિંગ સંકુલનું હેડ-ટુ-હેડ ડાયમર બનાવે છે, જેને પૂર્વ-પ્રતિકૃતિ સંકુલ (પૂર્વ-RC) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. જ્યારે યીસ્ટ પૂર્વ-આર. સી. બંધ ડીએનએ સંકુલ બનાવે છે, ત્યારે માનવ પૂર્વ-આર. સી. એક ખુલ્લું સંકુલ બનાવે છે. જી1 તબક્કાના કોષ ચક્રના એસ તબક્કામાં સંક્રમણ સમયે, એસ તબક્કા-વિશિષ્ટ સાયક્લિન-આધારિત પ્રોટીન કિનેઝ (સી. ડી. કે.) અને સી. ડી. સી. 7/ડી. બી. એફ. 4 કિનેઝ (ડી. ડી. કે.) નિષ્ક્રિય પૂર્વ-આર. સી. ને બે દ્વિદિશાત્મક પ્રતિકૃતિઓને ભેગા કરવામાં સક્ષમ સક્રિય સંકુલમાં રૂપાંતરિત કરે છે. ક્રાયોઇએમ માળખાઓએ દર્શાવ્યું હતું કે બે ડીડીકે સ્વતંત્ર રીતે એમસીએમ ડબલ હેક્સામરના ઇન્ટરફેસ પર બે રિંગ્સમાં ફેલાયેલા છે. એમ. સી. એમ. 4, એમ. સી. એમ. 2 અને એમ. સી. એમ. 6 ના એન. ટી. ઈ. પર બહુવિધ સબસ્ટ્રેટનું ક્રમિક ફોસ્ફોરાયલેશન વોબલ મિકેનિઝમ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે જેમાં ડી. બી. એફ. 4 તેના બહુવિધ સબસ્ટ્રેટ્સ પર સી. ડી. સી. 7 ને સ્થાન આપવા માટે વિવિધ વોબલ સ્થિતિઓ ધારે છે. એમસીએમ ડબલ હેક્સામરનું ફોસ્ફોરાયલેશન, ખાસ કરીને એમ. સી. એમ. 4-એન. એસ. ડી., ડીડીકે દ્વારા, યીસ્ટમાં સદ્ધરતા માટે જરૂરી છે. ડીડીકે અને સીડીકે દ્વારા એમસીએમ સક્રિય થયા પછી સીડીસી 45 અને જીઆઇએનએસની ભરતી થાય છે. Cdc45 પ્રોટીન કોષ વિભાજન ચક્ર 45 (Cdc45) પ્રોટીન એ પૂર્વ-પ્રતિકૃતિ સંકુલને પ્રારંભિક સંકુલમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે. Cdc45 પ્રોટીન દીક્ષા પહેલાં પ્રતિકૃતિ ઉત્પત્તિ પર ભેગા થાય છે અને સેક્રોમાયસીસ સેરેવિસિયામાં પ્રતિકૃતિ શરૂ કરવા માટે જરૂરી છે, અને વિસ્તરણ દરમિયાન તેની આવશ્યક ભૂમિકા છે. આમ, ક્રોમોસોમલ ડીએનએ પ્રતિકૃતિના પ્રારંભ અને વિસ્તરણ બંને તબક્કાઓમાં Cdc45 કેન્દ્રિય ભૂમિકા ભજવે છે. G1 તબક્કાના અંતમાં અને કોષ ચક્રના S તબક્કા દરમિયાન આરંભની શરૂઆત પછી Cdc45 ક્રોમેટિન સાથે સંકળાય છે. સી. ડી. સી. 45 શારીરિક રીતે એમ. સી. એમ. 5 સાથે સંકળાય છે અને એમ. સી. એમ. જનીન પરિવારના છમાંથી પાંચ સભ્યો અને ઓ. આર. સી. 2 જનીન સાથે આનુવંશિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દર્શાવે છે. ક્રોમેટિન પર Cdc45નું લોડિંગ અન્ય વિવિધ પ્રતિકૃતિ પ્રોટીનને લોડ કરવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે, જેમાં DNA પોલિમરેઝ α, DNA પોલિમરેઝ ε, પ્રતિકૃતિ પ્રોટીન A (RPA) અને ક્રોમેટિન પર સેલ ન્યુક્લિયર એન્ટિજેન (PCNA) નો પ્રસાર સામેલ છે. ઝેનોપસ ન્યુક્લિયસ-ફ્રી સિસ્ટમમાં, એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે પ્લાઝમિડ ડીએનએને ખોલવા માટે Cdc45 જરૂરી છે. ઝેનોપસ ન્યુક્લિયસ-ફ્રી સિસ્ટમ એ પણ દર્શાવે છે કે ક્રોમેટિન સાથે ડીએનએ અનવાઇન્ડિંગ અને ચુસ્ત આરપીએ બંધન માત્ર સીડીસી 45 ની હાજરીમાં થાય છે. ક્રોમેટિન સાથે Cdc45નું બંધન એ Clb-Cdc28 કિનેઝ પ્રવૃત્તિ તેમજ કાર્યાત્મક Cdc6 અને Mcm2 પર આધાર રાખે છે, જે સૂચવે છે કે Cdc45 એસ-ફેઝ સાયક્લિન-ડિપેન્ડન્ટ કિનેઝ (CDKs) ના સક્રિયકરણ પછી પૂર્વ-RC સાથે સંકળાય છે. સમય અને સી. ડી. કે. ની નિર્ભરતા દ્વારા સૂચવ્યા મુજબ, સી. ડી. સી. 45 નું ક્રોમેટિન સાથે બંધન ડીએનએ પ્રતિકૃતિ શરૂ કરવાની પ્રતિબદ્ધતા માટે નિર્ણાયક છે. એસ તબક્કા દરમિયાન, Cdc45 શારીરિક રીતે ક્રોમેટિન પર Mcm પ્રોટીન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે; જો કે, ક્રોમેટિનમાંથી Cdc45 નું વિયોજન Mcm કરતા ધીમું હોય છે, જે સૂચવે છે કે પ્રોટીન વિવિધ પદ્ધતિઓ દ્વારા મુક્ત થાય છે. જી. આઈ. એન. એસ. પ્રતિકૃતિ કાંટાની હિલચાલ માટે અને ડી. એન. એ. ને ખોલવા માટે શરૂઆત અને વિસ્તરણ દરમિયાન છ મિનીક્રોમોઝોમ જાળવણી પ્રોટીન અને સી. ડી. સી. 45 જરૂરી છે. દીક્ષા દરમિયાન પ્રતિકૃતિની ઉત્પત્તિ પર એમ. સી. એમ. અને સી. ડી. સી. 45 ની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માટે જી. આઈ. એન. એસ. આવશ્યક છે અને પછી જેમ જેમ પ્રતિકૃતિ આગળ વધે છે તેમ તેમ ડી. એન. એ. પ્રતિકૃતિ કાંટો પર. જી. આઈ. એન. એસ. સંકુલ ચાર નાના પ્રોટીન એસ. એલ. ડી. 5 (સી. ડી. સી. 105), પી. એસ. એફ. 1 (સી. ડી. સી. 101), પી. એસ. એફ. 2 (સી. ડી. સી. 102) અને પી. એસ. એફ. 3 (સી. ડી. સી. 103) થી બનેલું છે, જી. આઈ. એન. એસ. 'ગો, ઇચી, ની, સાન' નું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે જેનો અર્થ જાપાનીઝમાં '5,1,2,3' થાય છે. સી. ડી. સી. 45, એમ. સી. એમ. 2-7 અને જી. આઈ. એન. એસ. એકસાથે સી. એમ. જી. હેલિકેસ બનાવે છે, જે પ્રતિકૃતિનું પ્રતિકૃતિ હેલિકેસ છે. જો કે એકલા એમ. સી. એમ. 2-7 સંકુલમાં નબળી હેલિકેઝ પ્રવૃત્તિ હોય છે, મજબૂત હેલિકેઝ પ્રવૃત્તિ માટે સી. ડી. સી. 45 અને જી. આઈ. એન. એસ. જરૂરી છે, એમ. સી. એમ. 10 એમ. સી. એમ. 10 રંગસૂત્રની પ્રતિકૃતિ માટે જરૂરી છે અને મિનિક્રોમોઝોમ જાળવણી 2-7 હેલિકેઝ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે જે ડીએનએ પ્રતિકૃતિના મૂળમાં નિષ્ક્રિય સ્વરૂપમાં લોડ થાય છે. એમ. સી. એમ. 10 ઉત્પ્રેરક ડીએનએ પોલિમરેઝ α ને પણ ચેપરોન કરે છે અને પ્રતિકૃતિ કાંટો પર પોલિમરેઝને સ્થિર કરવામાં મદદ કરે છે. ડી. ડી. કે. અને સી. ડી. કે. કાઇનેસીસ એસ તબક્કાની શરૂઆતમાં, પૂર્વ-પ્રતિકૃતિ સંકુલને બે એસ તબક્કા-વિશિષ્ટ કાઇનેસીસ દ્વારા સક્રિય કરવું આવશ્યક છે જેથી પ્રતિકૃતિના મૂળમાં દીક્ષા સંકુલ રચાય. એક કિનેઝ Cdc7-Dbf4 કિનેઝ છે જેને Dbf4-ડિપેન્ડન્ટ કિનેઝ (DDK) કહેવાય છે અને બીજું સાયક્લિન-ડિપેન્ડન્ટ કિનેઝ (CDK) છે. યીસ્ટ અને ઝેનોપસમાં Cdc45ના ક્રોમેટિન-બંધનકર્તા પરીક્ષણોએ દર્શાવ્યું છે કે CDK ક્રિયાની ડાઉનસ્ટ્રીમ ઘટના ક્રોમેટિન પર Cdc45ને લોડ કરી રહી છે. Cdc6 અને CDK વચ્ચેના જોડાણ અને Cdc6ના CDK-આધારિત ફોસ્ફોરાયલેશનને કારણે Cdc6 એ CDK ક્રિયાનું લક્ષ્ય હોવાનું અનુમાન કરવામાં આવ્યું છે. સી. ડી. સી. 6 નું સી. ડી. કે. આધારિત ફોસ્ફોરાયલેશન એસ તબક્કામાં પ્રવેશ માટે જરૂરી માનવામાં આવે છે. ડી. ડી. કે., સી. ડી. સી. 7 અને સક્રિયક પ્રોટીન, ડી. બી. એફ. 4 બંને ઉત્પ્રેરક પેટા એકમો યુકેરીયોટ્સમાં સંરક્ષિત છે અને કોષ ચક્રના એસ તબક્કાની શરૂઆત માટે જરૂરી છે. પ્રતિકૃતિના ક્રોમેટિન મૂળ પર Cdc45 લોડ કરવા માટે Dbf4 અને Cdc7 બંને જરૂરી છે. ડી. ડી. કે. કિનેઝના બંધન માટેનું લક્ષ્ય એમ. સી. એમ. સંકુલનું ક્રોમેટિન-બંધાયેલું સ્વરૂપ છે. ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન ક્રાયોઇએમ માળખાઓ દર્શાવે છે કે ડીડીકેનું ડીબીએફ4 પેટા એકમ ડીએનએ-બાઉન્ડ એમસીએમ-ડીએચના હેક્સામર ઇન્ટરફેસમાં ફેલાયેલું છે, જે એક હેક્સામરના મેકએમ2 અને વિરુદ્ધ હેક્સામરના મેકએમ4/6નો સંપર્ક કરે છે. એમ. સી. એમ. 2, એમ. સી. એમ. 4 અને એમ. સી. એમ. 6 એ ડી. ડી. કે. દ્વારા ફોસ્ફોરાયલેશનના તમામ સબસ્ટ્રેટ્સ છે પરંતુ એમ. સી. એમ. 4નું માત્ર એન-ટર્મિનલ સેરીન/થ્રેઓનિન-સમૃદ્ધ ડોમેન (એન. એસ. ડી.) એ એક આવશ્યક ડી. ડી. કે. લક્ષ્ય છે. એન. એસ. ડી. નું ફોસ્ફોરાયલેશન એમ. સી. એમ. હેલિકેઝ પ્રવૃત્તિના સક્રિયકરણ તરફ દોરી જાય છે. ડી. પી. બી. 11, એસ. એલ. ડી. 3 અને એસ. એલ. ડી. 2 પ્રોટીન એસ. એલ. ડી. 3, એસ. એલ. ડી. 2 અને ડી. પી. બી. 11 ઘણા પ્રતિકૃતિ પ્રોટીન સાથે સંપર્ક કરે છે. એસ. એલ. ડી. 3 અને સી. ડી. સી. 45 એક સંકુલ બનાવે છે જે જી11 તબક્કામાં પણ પ્રતિકૃતિની પ્રારંભિક ઉત્પત્તિ પર પૂર્વ-આર. સી. સાથે અને પરસ્પર એમ. સી. એમ.-આધારિત રીતે એસ તબક્કામાં પ્રતિકૃતિની પછીની ઉત્પત્તિ સાથે સંકળાયેલું છે. ડી. પી. બી. 11 અને એસ. એલ. ડી. 2 પોલિમરેઝ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને ક્રોસ-લિંકિંગ પ્રયોગોએ સૂચવ્યું છે કે ડી. પી. બી. 11 અને પોલિમરેઝ એસ તબક્કામાં સહ-અવમૂલ્યન કરે છે અને પ્રતિકૃતિ ઉત્પત્તિ સાથે સંકળાયેલા છે. એસ. એલ. ડી. 3 અને એસ. એલ. ડી. 2 એ સી. ડી. કે. દ્વારા ફોસ્ફોરિલેટેડ છે, જે બે પ્રતિકૃતિ પ્રોટીનને ડી. પી. બી. 11 સાથે જોડવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. ડી. પી. બી. 11માં બી. આર. સી. એ. 1 સી. ટર્મિનસ (બી. આર. સી. ટી.) ડોમેન્સની બે જોડી હતી જે ફોસ્ફોપેપ્ટાઇડ-બંધનકર્તા ડોમેન્સ તરીકે ઓળખાય છે. બી. આર. સી. ટી. ડોમેન્સની એન-ટર્મિનલ જોડી ફોસ્ફોરિલેટેડ એસ. એલ. ડી. 3 સાથે જોડાય છે, અને સી-ટર્મિનલ જોડી ફોસ્ફોરિલેટેડ એસ. એલ. ડી. 2 સાથે જોડાય છે. યીસ્ટમાં ઉભરતા ડીએનએના સીડીકે-આધારિત સક્રિયકરણ માટે આ બંને ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ આવશ્યક છે. ડી. પી. બી. 11 જી. આઈ. એન. એસ. સાથે પણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને રંગસૂત્ર ડીએનએ પ્રતિકૃતિના પ્રારંભ અને વિસ્તરણ પગલાંઓમાં ભાગ લે છે. જી. આઈ. એન. એસ. એ પ્રતિકૃતિ કાંટો પર જોવા મળતા પ્રતિકૃતિ પ્રોટીનમાંથી એક છે અને સી. ડી. સી. 45 અને એમ. સી. એમ. સાથે સંકુલ બનાવે છે. ડી. પી. બી. 11, એસ. એલ. ડી. 2 અને એસ. એલ. ડી. 3 વચ્ચેની આ ફોસ્ફોરાયલેશન-આધારિત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ડી. એન. એ. પ્રતિકૃતિના સી. ડી. કે.-આધારિત સક્રિયકરણ માટે જરૂરી છે, અને કેટલાક પ્રયોગોમાં ક્રોસ-લિંકિંગ રીએજન્ટ્સનો ઉપયોગ કરીને, એક નાજુક સંકુલની ઓળખ કરવામાં આવી હતી જેને પ્રી-લોડિંગ કોમ્પ્લેક્સ (પ્રી-એલ. સી.) કહેવાય છે. આ સંકુલમાં પોલ, જી. આઈ. એન. એસ, એસ. એલ. ડી. 2 અને ડી. પી. બી. 11 છે. પૂર્વ-એલસી સીડીકે-આધારિત અને ડીડીકે-આધારિત રીતે મૂળ સાથેના કોઈપણ જોડાણ પહેલાં રચાય છે અને સીડીકે પ્રવૃત્તિ પૂર્વ-એલસીની રચના દ્વારા ડીએનએ પ્રતિકૃતિની શરૂઆતને નિયંત્રિત કરે છે. વિસ્તરણ પૂર્વ-પ્રતિકૃતિ સંકુલ (પૂર્વ-આર. સી.) ની રચના ડીએનએ પ્રતિકૃતિની શરૂઆત માટે સંભવિત સ્થળોને ચિહ્નિત કરે છે. ડબલ સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએને ઘેરી લેતા મિનીક્રોમોઝોમ જાળવણી સંકુલ સાથે સુસંગત, પૂર્વ-આરસીની રચના મૂળ ડીએનએને તાત્કાલિક ખોલવા અથવા ડીએનએ પોલિમરેઝની ભરતી તરફ દોરી જતી નથી. તેના બદલે, પૂર્વ-આર. સી. જે કોષ ચક્રના જી 1 દરમિયાન રચાય છે તે માત્ર ડીએનએને ખોલવા માટે સક્રિય થાય છે અને કોષો જી 1 થી કોષ ચક્રના એસ તબક્કામાં પસાર થયા પછી પ્રતિકૃતિ શરૂ કરે છે. એકવાર દીક્ષા સંકુલ રચાય છે અને કોષો એસ તબક્કામાં પસાર થાય છે, પછી સંકુલ એક પ્રતિકૃતિ બની જાય છે. યુકેરીયોટિક પ્રતિકૃતિ સંકુલ ડીએનએ પ્રતિકૃતિના સંકલન માટે જવાબદાર છે. અગ્રણી અને પછાત સેર પર પ્રતિકૃતિ ડીએનએ પોલિમરેઝ ε અને ડીએનએ પોલિમરેઝ δ દ્વારા કરવામાં આવે છે. ક્લાસ્પિન, એન્ડ 1, પ્રતિકૃતિ પરિબળ સી ક્લેમ્પ લોડર અને ફોર્ક પ્રોટેક્શન કોમ્પ્લેક્સ સહિતના ઘણા પ્રતિકૃતિ પરિબળો પોલિમરેઝ કાર્યોને નિયંત્રિત કરવા અને સીડીસી 45-એમસીએમ-જીઆઇએનએસ કોમ્પ્લેક્સ દ્વારા ટેમ્પલેટ સ્ટ્રાન્ડને અનવાઇન્ડ કરવા સાથે ડીએનએ સંશ્લેષણનું સંકલન કરવા માટે જવાબદાર છે. જેમ જેમ ડીએનએ છૂટી જાય છે તેમ તેમ વળાંકની સંખ્યા ઘટે છે. આની ભરપાઈ કરવા માટે રિથ નંબર વધે છે, ડીએનએમાં હકારાત્મક સુપરકોઇલ દાખલ કરે છે. જો તેમને દૂર કરવામાં ન આવે તો આ સુપરકોઇલ ડીએનએ પ્રતિકૃતિને અટકાવી દેશે. પ્રતિકૃતિ કાંટો પહેલાં આ સુપરકોઇલને દૂર કરવા માટે ટોપોઆઇસોમેરેસ જવાબદાર છે. પ્રતિકૃતિ દરેક પ્રસારક કોષમાં સમગ્ર જીનોમિક ડીએનએની નકલ કરવા માટે જવાબદાર છે. આધાર જોડી અને સાંકળ રચનાની પ્રતિક્રિયાઓ, જે પુત્રી હેલિક્સ બનાવે છે, તે ડીએનએ પોલિમરેઝ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છે. આ ઉત્સેચકો સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ સાથે આગળ વધે છે અને ટેમ્પલેટ સ્ટ્રાન્ડને "વાંચીને" અને યોગ્ય પ્યુરિન ન્યુક્લિયોબેઝ, એડેનિન અને ગુઆનિન, અને પાયરિમિડીન ન્યુક્લિયોબેઝ, થાઇમિન અને સાયટોસિનનો સમાવેશ કરીને નવજાત ડીએનએ સ્ટ્રાન્ડના વિસ્તરણ માટે પરવાનગી આપે છે. સક્રિય મુક્ત ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોટાઇડ કોષમાં ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોટાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ (ડીએનટીપી) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. આ મુક્ત ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને છેલ્લા સમાવિષ્ટ ન્યુક્લિયોટાઇડ પર ખુલ્લા 3 '-હાઇડ્રોક્સિલ જૂથમાં ઉમેરવામાં આવે છે. આ પ્રતિક્રિયામાં, મુક્ત ડી. એન. ટી. પી. માંથી પાયરોફોસ્ફેટ મુક્ત થાય છે, જે પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયા માટે ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે અને 5 'મોનોફોસ્ફેટને ખુલ્લી પાડે છે, જે પછી 3' ઓક્સિજન સાથે સહસંયોજક રીતે બંધાય છે. વધુમાં, ખોટી રીતે દાખલ કરાયેલા ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને દૂર કરી શકાય છે અને ઊર્જાસભર અનુકૂળ પ્રતિક્રિયામાં સાચા ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ દ્વારા બદલી શકાય છે. ડીએનએ પ્રતિકૃતિ દરમિયાન થતી ભૂલોના યોગ્ય પ્રૂફરીડિંગ અને સમારકામ માટે આ ગુણધર્મ મહત્વપૂર્ણ છે. પ્રતિકૃતિ કાંટો પ્રતિકૃતિ કાંટો એ નવા અલગ થયેલા નમૂના સેર, જેને અગ્રણી અને પછાત સેર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, અને ડબલ સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ વચ્ચેનું જોડાણ છે. ડુપ્લેક્સ ડીએનએ એન્ટિપેરેલલ હોવાથી, ડીએનએ પ્રતિકૃતિ કાંટો પર બે નવા સ્ટ્રેન્ડ્સ વચ્ચે વિરુદ્ધ દિશામાં થાય છે, પરંતુ તમામ ડીએનએ પોલિમરેઝ નવા સંશ્લેષિત સ્ટ્રેન્ડના સંદર્ભમાં 5 'થી 3' દિશામાં ડીએનએનું સંશ્લેષણ કરે છે. ડીએનએ પ્રતિકૃતિ દરમિયાન વધુ સંકલન જરૂરી છે. બે પ્રતિકૃતિ પોલિમરેઝ વિરુદ્ધ દિશામાં ડીએનએનું સંશ્લેષણ કરે છે. પોલિમરેઝ ε "અગ્રણી" ડીએનએ સ્ટ્રાન્ડ પર સતત ડીએનએનું સંશ્લેષણ કરે છે કારણ કે તે પ્રતિકૃતિ દ્વારા ડીએનએ અનવાઇન્ડિંગની સમાન દિશામાં નિર્દેશ કરે છે. તેનાથી વિપરીત, પોલિમરેઝ δ ડીએનએને "લેગિંગ" સ્ટ્રાન્ડ પર સંશ્લેષિત કરે છે, જે વિરુદ્ધ ડીએનએ ટેમ્પલેટ સ્ટ્રાન્ડ છે, ખંડિત અથવા અસંગત રીતે. લેગિંગ સ્ટ્રાન્ડ પર ડીએનએ પ્રતિકૃતિ ઉત્પાદનોના અસંગત પટ્ટાને ઓકાઝાકી ટુકડાઓ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે અને યુકેરીયોટિક પ્રતિકૃતિ કાંટો પર લંબાઈમાં લગભગ 100 થી 200 પાયા હોય છે. લેગિંગ સ્ટ્રાન્ડમાં સામાન્ય રીતે સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએના લાંબા સ્ટ્રેચ હોય છે જે સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ બાઈન્ડીંગ પ્રોટીન સાથે કોટેડ હોય છે, જે સેકન્ડરી સ્ટ્રક્ચરની રચનાને અટકાવીને સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ નમૂનાઓને સ્થિર કરવામાં મદદ કરે છે. યુકેરીયોટ્સમાં, આ સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ બંધનકર્તા પ્રોટીન એક હેટેરોટ્રિમેરિક સંકુલ છે જે પ્રતિકૃતિ પ્રોટીન એ (આર. પી. એ.) તરીકે ઓળખાય છે. દરેક ઓકાઝાકી ટુકડો આરએનએ પ્રાઇમર દ્વારા આગળ આવે છે, જે સંશ્લેષણ દરમિયાન આગામી ઓકાઝાકી ટુકડાની સરઘસ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે. આરએનએઝ એચ ડીએનએઃ આરએનએ સંકરને ઓળખે છે જે આરએનએ પ્રાઇમરના ઉપયોગ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે અને તેને પ્રતિકૃતિ સ્ટ્રાન્ડમાંથી દૂર કરવા માટે જવાબદાર છે, જે પ્રાઇમરઃ ટેમ્પલેટ જંક્શનને પાછળ છોડી દે છે. ડીએનએ પોલિમરેઝ α, આ સાઇટ્સને ઓળખે છે અને પ્રાઇમર દૂર કરીને બાકી રહેલા વિરામને લંબાવે છે. યુકેરીયોટિક કોષોમાં, આર. એન. એ. પ્રાઇમરની તરત જ ઉપરની તરફના ડીએનએ સેગમેન્ટનો એક નાનો જથ્થો પણ વિસ્થાપિત થાય છે, જે ફ્લેપ માળખું બનાવે છે. આ ફ્લેપને પછી એન્ડોન્યુક્લીઝ દ્વારા વિભાજીત કરવામાં આવે છે. પ્રતિકૃતિ કાંટો પર, ફ્લેપને દૂર કર્યા પછી ડીએનએમાં અંતર ડીએનએ લિગેઝ I દ્વારા સીલ કરવામાં આવે છે, જે નવા સંશ્લેષિત સ્ટ્રાન્ડના 3 '-OH અને 5' ફોસ્ફેટ વચ્ચે બાકી રહેલા નિકની મરામત કરે છે. યુકેરીયોટિક ઓકાઝાકી ટુકડાની પ્રમાણમાં ટૂંકી પ્રકૃતિને કારણે, વિલંબિત સ્ટ્રાન્ડ પર અવિરતપણે થતું ડીએનએ પ્રતિકૃતિ સંશ્લેષણ અગ્રણી-સ્ટ્રાન્ડ સંશ્લેષણ કરતાં ઓછું કાર્યક્ષમ અને વધુ સમય માંગી લે તેવું છે. એકવાર બધા આર. એન. એ. પ્રાઇમર દૂર કરવામાં આવે અને નિક્સની મરામત કરવામાં આવે ત્યારે ડીએનએ સંશ્લેષણ પૂર્ણ થાય છે. ડીએનએ પ્રતિકૃતિ દરમિયાન, પ્રતિકૃતિ પેરેંટલ ડુપ્લેક્સ ડીએનએને 5 'થી 3' દિશામાં બે સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ ટેમ્પલેટ પ્રતિકૃતિ કાંટામાં ખોલી દેશે. અગ્રણી સ્ટ્રાન્ડ એ ટેમ્પલેટ સ્ટ્રાન્ડ છે જે પ્રતિકૃતિ કાંટાની હિલચાલની સમાન દિશામાં નકલ કરવામાં આવે છે. આ મૂળ સ્ટ્રાન્ડના પૂરક નવા સંશ્લેષિત સ્ટ્રાન્ડને પ્રતિકૃતિ કાંટાની હિલચાલની સમાન દિશામાં 5 'થી 3' સંશ્લેષણ કરવાની મંજૂરી આપે છે. એકવાર આર. એન. એ. પ્રાઇમરને અગ્રણી સ્ટ્રાન્ડના 3 'છેડે પ્રાઇમેઝ દ્વારા ઉમેરવામાં આવે, પછી ડીએનએ સંશ્લેષણ અગ્રણી સ્ટ્રાન્ડના સંદર્ભમાં 3' થી 5 'દિશામાં અવિરત ચાલુ રહેશે. ડીએનએ પોલિમરેઝ ε સતત ટેમ્પલેટ સ્ટ્રાન્ડમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને ઉમેરશે તેથી અગ્રણી સ્ટ્રાન્ડ સંશ્લેષણ માટે માત્ર એક જ પ્રાઇમરની જરૂર પડે છે અને તેમાં અવિરત ડીએનએ પોલિમરેઝ પ્રવૃત્તિ હોય છે. લેગિંગ સ્ટ્રાન્ડ પર લેગિંગ સ્ટ્રાન્ડ ડીએનએ પ્રતિકૃતિ અસંગત છે. લેગિંગ સ્ટ્રાન્ડ સંશ્લેષણમાં, પ્રતિકૃતિ કાંટાની વિરુદ્ધ દિશામાં ડીએનએ પોલિમરેઝની હિલચાલ માટે બહુવિધ આરએનએ પ્રાઈમરનો ઉપયોગ જરૂરી છે. ડીએનએ પોલિમરેઝ ઓકાઝાકી ફ્રેગમેન્ટ્સ તરીકે ઓળખાતા ડીએનએના ટૂંકા ટુકડાઓનું સંશ્લેષણ કરશે જે પ્રાઇમરના 3 'છેડે ઉમેરવામાં આવે છે. આ ટુકડાઓ યુકેરીયોટ્સમાં 100 થી 400 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની વચ્ચે ગમે ત્યાં હોઈ શકે છે. ઓકાઝાકી ટુકડાના સંશ્લેષણના અંતે, ડીએનએ પોલિમરેઝ δ અગાઉના ઓકાઝાકી ટુકડામાં જાય છે અને આરએનએ પ્રાઇમર અને ડીએનએનો એક નાનો ભાગ ધરાવતા તેના 5 'છેડાને વિસ્થાપિત કરે છે. આ આર. એન. એ.-ડી. એન. એ. સિંગલ સ્ટ્રાન્ડ ફ્લેપ પેદા કરે છે, જેને તોડવું આવશ્યક છે, અને બે ઓકાઝાકી ટુકડાઓ વચ્ચેનું નિક ડી. એન. એ. લિગેઝ I દ્વારા સીલ કરવું આવશ્યક છે. આ પ્રક્રિયાને ઓકાઝાકી ફ્રેગમેન્ટ પરિપક્વતા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે અને તેને બે રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય છેઃ એક પદ્ધતિ ટૂંકા ફ્લેપ્સ પર પ્રક્રિયા કરે છે, જ્યારે અન્ય લાંબી ફ્લેપ્સ સાથે કામ કરે છે. ડીએનએ પોલિમરેઝ તેના પોલિમરાઇઝેશન પહેલાં ડીએનએ અથવા આરએનએના 2 થી 3 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને વિસ્થાપિત કરવામાં સક્ષમ છે, જે ફેન 1 માટે ટૂંકા "ફ્લેપ" સબસ્ટ્રેટ પેદા કરે છે, જે ફ્લેપમાંથી ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને દૂર કરી શકે છે, એક સમયે એક ન્યુક્લિયોટાઇડ. આ પ્રક્રિયાના ચક્રોનું પુનરાવર્તન કરીને, ડીએનએ પોલિમરેઝ δ અને ફેન1 આરએનએ પ્રાઇમરને દૂર કરવા માટે સંકલન કરી શકે છે અને વિલંબિત સ્ટ્રાન્ડ પર ડીએનએ નિક છોડી શકે છે. એવી દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે કે આ પુનરાવર્તિત પ્રક્રિયા કોષ માટે વધુ સારી છે કારણ કે તે ચુસ્ત રીતે નિયંત્રિત છે અને મોટા ફ્લેપ્સ ઉત્પન્ન કરતી નથી જેને દૂર કરવાની જરૂર છે. અનિયંત્રિત ફેન 1/ડીએનએ પોલિમરેઝ δ પ્રવૃત્તિના કિસ્સામાં, કોષ ડીએનએ 2 નો ઉપયોગ કરીને લાંબા ફ્લેપ્સ પેદા કરવા અને પ્રક્રિયા કરવા માટે વૈકલ્પિક પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે, જેમાં હેલિકેઝ અને ન્યુક્લીઝ પ્રવૃત્તિઓ બંને હોય છે. આ લાંબા ફ્લેપ્સને દૂર કરવા માટે ડી. એન. એ. 2 ની ન્યુક્લીઝ પ્રવૃત્તિ જરૂરી છે, જેનાથી ફેન 1 દ્વારા પ્રક્રિયા કરવા માટે ટૂંકા ફ્લેપને છોડી દેવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી અભ્યાસો સૂચવે છે કે વિલંબિત સ્ટ્રાન્ડ પર ન્યુક્લિયોસોમ લોડિંગ સંશ્લેષણના સ્થળની ખૂબ નજીક થાય છે. આમ, ઓકાઝાકી ટુકડાની પરિપક્વતા એ એક કાર્યક્ષમ પ્રક્રિયા છે જે નવજાત ડીએનએના સંશ્લેષણ પછી તરત જ થાય છે. પ્રતિકૃતિ ડીએનએ પોલિમરેઝ પ્રતિકૃતિ હેલિકેઝે પેરેંટલ ડીએનએ ડુપ્લેક્સને ખોલ્યા પછી, બે સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ નમૂનાઓને ખુલ્લા પાડ્યા પછી, પેરેંટલ જિનોમની બે નકલો પેદા કરવા માટે પ્રતિકૃતિ પોલિમરેઝની જરૂર પડે છે. ડીએનએ પોલિમરેઝ કાર્ય અત્યંત વિશિષ્ટ છે અને ચોક્કસ નમૂનાઓ પર અને સાંકડા સ્થાનિકીકરણમાં પ્રતિકૃતિ પૂર્ણ કરે છે. યુકેરીયોટિક પ્રતિકૃતિ કાંટો પર, ત્રણ અલગ પ્રતિકૃતિ પોલિમરેઝ સંકુલ છે જે ડીએનએ પ્રતિકૃતિમાં ફાળો આપે છેઃ પોલિમરેઝ α, પોલિમરેઝ δ, અને પોલિમરેઝ ε. આ ત્રણ પોલિમરેઝ કોષની સદ્ધરતા માટે જરૂરી છે. કારણ કે ડીએનએ પોલિમરેઝને ડીએનએ સંશ્લેષણ શરૂ કરવા માટે પ્રાઇમરની જરૂર પડે છે, પોલિમરેઝ α (પોલ α) પ્રતિકૃતિ પ્રાઇમેઝ તરીકે કાર્ય કરે છે. પોલ α એ આર. એન. એ. પ્રાઇમેઝ સાથે સંકળાયેલું છે અને આ સંકુલ એક પ્રાઇમરનું સંશ્લેષણ કરીને પ્રાઇમિંગ કાર્ય પૂર્ણ કરે છે જેમાં આર. એન. એ. ના ટૂંકા 10 ન્યુક્લિયોટાઇડ સ્ટ્રેચ અને ત્યારબાદ 10 થી 20 ડીએનએ બેઝ હોય છે. મહત્ત્વની વાત એ છે કે, આ પ્રાથમિક ક્રિયા લીડિંગ-સ્ટ્રાન્ડ સંશ્લેષણ શરૂ કરવા માટે મૂળમાં પ્રતિકૃતિ આરંભ સમયે અને પછાત સ્ટ્રાન્ડ પર દરેક ઓકાઝાકી ટુકડાના 5 'છેડે પણ થાય છે. જો કે, પોલ α ડીએનએ પ્રતિકૃતિ ચાલુ રાખવામાં સક્ષમ નથી અને ડીએનએ સંશ્લેષણ ચાલુ રાખવા માટે તેને અન્ય પોલિમરેઝ સાથે બદલવું આવશ્યક છે. પોલિમરેઝ સ્વિચિંગ માટે ક્લેમ્પ લોડરોની જરૂર પડે છે અને તે સાબિત થયું છે કે સામાન્ય ડીએનએ પ્રતિકૃતિ માટે ત્રણેય ડીએનએ પોલિમરેઝની સંકલિત ક્રિયાઓની જરૂર પડે છેઃ પ્રાઇમિંગ સંશ્લેષણ માટે પોલ α, લીડિંગ-સ્ટ્રાન્ડ પ્રતિકૃતિ માટે પોલ ε, અને પોલ δ, જે સતત લોડ થાય છે, લેગિંગ-સ્ટ્રાન્ડ સંશ્લેષણ દરમિયાન ઓકાઝાકી ટુકડાઓ ઉત્પન્ન કરવા માટે. પોલિમરેઝ α (પોલ α): નાના ઉત્પ્રેરક પેટા એકમ (પી. આર. આઈ. એસ.) અને મોટા બિન-ઉત્પ્રેરક (પી. આર. આઈ. એલ.) પેટા એકમ સાથે સંકુલ બનાવે છે. પ્રથમ, આર. એન. એ. પ્રાઇમરનું સંશ્લેષણ ડીએનએ પોલિમરેઝ આલ્ફા દ્વારા ડીએનએ સંશ્લેષણને મંજૂરી આપે છે. તે એક વખત અગ્રણી સ્ટ્રાન્ડ પર મૂળમાં અને દરેક ઓકાઝાકી ટુકડાની શરૂઆતમાં લેગિંગ સ્ટ્રાન્ડ પર થાય છે. પ્રી પેટા એકમો આર. એન. એ. પ્રાઇમરનું સંશ્લેષણ કરીને પ્રાઇમેઝ તરીકે કામ કરે છે. ડીએનએ પોલ α ડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ સાથે નવા રચાયેલા પ્રાઇમરને લંબાવે છે. લગભગ 20 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ પછી, આગળના સ્ટ્રાન્ડ પર પોલ ε અને પછાત સ્ટ્રાન્ડ પર પોલ δ દ્વારા વિસ્તરણ લેવામાં આવે છે. પોલિમરેઝ δ (પોલ δ): અત્યંત પ્રક્રિયાશીલ અને પ્રૂફરીડિંગ ધરાવે છે, 3 '-> 5' એક્સોન્યુક્લીઝ પ્રવૃત્તિ. વિવોમાં, તે મુખ્ય પોલિમરેઝ છે જે લેગિંગ સ્ટ્રાન્ડ અને લીડિંગ સ્ટ્રાન્ડ સંશ્લેષણ બંનેમાં સામેલ છે. પોલિમરેઝ ε (પોલ ε): અત્યંત પ્રક્રિયાશીલ અને પ્રૂફરીડિંગ ધરાવે છે, 3 '-> 5' એક્સોન્યુક્લીઝ પ્રવૃત્તિ. પોલ δ સાથે ખૂબ જ સંબંધિત, વિવોમાં તે મુખ્યત્વે પોલ δ ની ભૂલ તપાસમાં કાર્ય કરે છે. સીડીસી45-એમસીએમ-જીઆઇએનએસ હેલિકેઝ સંકુલ ડીએનએ હેલિકેઝ અને પોલિમરેઝ પ્રતિકૃતિ કાંટો પર નજીકના સંપર્કમાં હોવા જોઈએ. જો અનવાઇન્ડીંગ સંશ્લેષણની અગાઉથી ખૂબ દૂર થાય છે, તો સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએના મોટા ભાગ ખુલ્લા પડે છે. આ ડીએનએ નુકસાન સંકેતને સક્રિય કરી શકે છે અથવા ડીએનએ રિપેર પ્રક્રિયાઓને પ્રેરિત કરી શકે છે. આ સમસ્યાઓને નિષ્ફળ બનાવવા માટે, યુકેરીયોટિક પ્રતિકૃતિમાં વિશિષ્ટ પ્રોટીન હોય છે જે પ્રતિકૃતિ કાંટો પહેલાં હેલિકેઝ પ્રવૃત્તિને નિયંત્રિત કરવા માટે રચાયેલ છે. આ પ્રોટીન હેલિકેસ અને પોલિમરેઝ વચ્ચે શારીરિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માટે ડોકીંગ સાઇટ્સ પણ પ્રદાન કરે છે, જેનાથી ખાતરી થાય છે કે ડુપ્લેક્સ અનવાઇન્ડિંગ ડીએનએ સંશ્લેષણ સાથે જોડાયેલું છે. ડીએનએ પોલિમરેઝ કામ કરવા માટે, પ્રતિકૃતિ માટે બે સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ નમૂનાઓને ખુલ્લા પાડવા માટે ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ હેલિક્સને ખોલવું પડે છે. ડીએનએ હેલિકેસ રંગસૂત્રની પ્રતિકૃતિ દરમિયાન ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએને ખોલવા માટે જવાબદાર છે. યુકેરીયોટિક કોષોમાં હેલિકેસ નોંધપાત્ર રીતે જટિલ હોય છે. હેલિકેઝનું ઉત્પ્રેરક કોર છ મિનીક્રોમોઝોમ જાળવણી (એમ. સી. એમ. 2-7) પ્રોટીનથી બનેલું છે, જે હેક્સામેરિક રિંગ બનાવે છે. ડીએનએથી દૂર, એમ. સી. એમ. 2-7 પ્રોટીન એક જ હેટેરોહેક્સામર બનાવે છે અને ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએની આસપાસ હેડ-ટુ-હેડ ડબલ હેક્સામર તરીકે ડીએનએ પ્રતિકૃતિની ઉત્પત્તિ પર નિષ્ક્રિય સ્વરૂપમાં લોડ થાય છે. એમ. સી. એમ. પ્રોટીનને પ્રતિકૃતિ મૂળ માટે ભરતી કરવામાં આવે છે અને પછી એસ તબક્કા દરમિયાન સમગ્ર જીનોમિક ડીએનએમાં પુનઃવિતરણ કરવામાં આવે છે, જે પ્રતિકૃતિ કાંટામાં તેમના સ્થાનિકીકરણનું સૂચક છે. એમ. સી. એમ. પ્રોટીનનું ભારણ કોષ ચક્રના જી1 દરમિયાન જ થઈ શકે છે, અને પછી સી. ડી. સી. 45 પ્રોટીન અને જી. આઈ. એન. એસ. સંકુલની ભરતી દ્વારા એસ તબક્કા દરમિયાન લોડ થયેલ સંકુલને સક્રિય કરવામાં આવે છે, જેથી ડીએનએ પ્રતિકૃતિ કાંટો પર સક્રિય સી. ડી. સી. 45-એમ. સી. એમ.-જી. આઈ. એન. એસ. (સી. એમ. જી.) હેલિકેસ રચાય છે. ડીએનએ પ્રતિકૃતિ માટે સમગ્ર એસ તબક્કામાં એમ. સી. એમ. પ્રવૃત્તિ જરૂરી છે. 'રિપ્લિસોમ પ્રોગ્રેશન કોમ્પ્લેક્સ' નું ઉત્પાદન કરવા માટે CMG હેલિકેસની આસપાસ વિવિધ નિયમનકારી પરિબળો ભેગા થાય છે, જે યુકેરીયોટિક પ્રતિકૃતિ બનાવવા માટે DNA પોલિમરેઝ સાથે જોડાય છે, જેનું માળખું હજુ પણ તેના બેક્ટેરિયલ પ્રતિરૂપની તુલનામાં ખૂબ નબળી રીતે વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે. અલગ CMG હેલિકેઝ અને રિપ્લિસોમ પ્રોગ્રેશન કોમ્પ્લેક્સમાં એક જ Mcm પ્રોટીન રિંગ કોમ્પ્લેક્સ હોય છે જે સૂચવે છે કે મૂળમાં Mcm પ્રોટીનના લોડ કરેલા ડબલ હેક્સામરને દીક્ષા પ્રક્રિયાના ભાગ રૂપે બે સિંગલ હેક્સામેરિક રિંગ્સમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, જેમાં દરેક Mcm પ્રોટીન કોમ્પ્લેક્સ રિંગ દરેક મૂળમાંથી સ્થાપિત બે પ્રતિકૃતિ કાંટો પર CMG હેલિકેઝનો મુખ્ય ભાગ બનાવે છે. ડીએનએ અનવાઇન્ડિંગ માટે સંપૂર્ણ સીએમજી સંકુલ જરૂરી છે, અને સીડીસી 45-એમસીએમ-જીઆઇએનએસનું સંકુલ યુકેરીયોટિક કોષોમાં કાર્યાત્મક ડીએનએ હેલિકેઝ છે. સીટીએફ 4 અને એન્ડ 1 પ્રોટીન સીએમજી સંકુલ સીટીએફ 4 અને એન્ડ 1 પ્રોટીન સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા પ્રતિકૃતિ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. સીટીએફ 4/અને 1 પ્રોટીન સીએમજી કોમ્પ્લેક્સ અને ડીએનએ પોલિમરેઝ α બંને સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. સીટીએફ 4 એ પોલિમરેઝ α સહાયક પરિબળ છે, જે પ્રતિકૃતિ ઉત્પત્તિ માટે પોલિમરેઝની ભરતી માટે જરૂરી છે. એમ. આર. સી. 1 અને કેસ્પિન પ્રોટીન એમ. આર. સી. 1/કેસ્પિન પ્રોટીન સી. એમ. જી. કોમ્પ્લેક્સ હેલિકેઝ પ્રવૃત્તિ સાથે અગ્રણી-સ્ટ્રાન્ડ સંશ્લેષણ કરે છે. એમઆરસી 1 પોલિમરેઝ ε તેમજ એમ. સી. એમ. પ્રોટીન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. હેલિકેઝ અને અગ્રણી સ્ટ્રેન્ડ પોલિમરેઝ વચ્ચેની આ સીધી કડીનું મહત્વ સંવર્ધિત માનવ કોષોના પરિણામો દ્વારા રેખાંકિત થાય છે, જ્યાં કાર્યક્ષમ પ્રતિકૃતિ કાંટાની પ્રગતિ માટે એમઆરસી 1/ક્લાસ્પિન જરૂરી છે. આ પરિણામો સૂચવે છે કે કાર્યક્ષમ ડીએનએ પ્રતિકૃતિ માટે પણ હેલિકેસ અને લીડિંગ-સ્ટ્રાન્ડ સંશ્લેષણની જરૂર પડે છે. ફેલાતા કોષ પરમાણુ એન્ટિજેન ડીએનએ પોલિમરેઝને ડીએનએ પ્રતિકૃતિને ટેકો આપવા માટે વધારાના પરિબળોની જરૂર પડે છે. ડીએનએ પોલિમરેઝમાં અર્ધ-બંધ 'હાથ' માળખું હોય છે, જે પોલિમરેઝને ડીએનએ પર લોડ કરવા અને સ્થળાંતર શરૂ કરવાની મંજૂરી આપે છે. આ માળખું ડીએનએ પોલિમરેઝને સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ ટેમ્પલેટને પકડી રાખવાની મંજૂરી આપે છે, સક્રિય સ્થળ પર ડીએનટીપીનો સમાવેશ કરે છે અને નવા રચાયેલા ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએને મુક્ત કરે છે. જો કે, ડીએનએ પોલિમરેઝનું માળખું નમૂના ડીએનએ સાથે સતત સ્થિર ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને મંજૂરી આપતું નથી. પોલિમરેઝ અને નમૂના ડીએનએ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને મજબૂત કરવા માટે, ડીએનએ સ્લાઇડિંગ ક્લેમ્પ્સ પ્રતિકૃતિ પોલિમરેઝની પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપવા માટે પોલિમરેઝ સાથે જોડાય છે. યુકેરીયોટ્સમાં, સ્લાઇડિંગ ક્લેમ્પ એ હોમોટ્રીમર રિંગ સ્ટ્રક્ચર છે જે પ્રોલિફરેટિંગ સેલ ન્યુક્લિયર એન્ટિજેન (પીસીએનએ) તરીકે ઓળખાય છે. પી. સી. એન. એ. રિંગ સપાટીઓ સાથે ધ્રુવીયતા ધરાવે છે જે ડી. એન. એ. પોલિમરેઝ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને તેમને સુરક્ષિત રીતે ડી. એન. એ. નમૂના સાથે જોડે છે. ડીએનએ પોલિમરેઝનું પીસીએનએ-આધારિત સ્થિરીકરણ ડીએનએ પ્રતિકૃતિ પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે કારણ કે પીસીએનએ પોલિમરેઝ પ્રક્રિયાને 1,000 ગણી સુધી વધારવામાં સક્ષમ છે. પી. સી. એન. એ. એક આવશ્યક સહઘટક છે અને પ્રતિકૃતિ કાંટો પર બહુવિધ પ્રક્રિયાઓને સમાવવા માટે પ્રતિકૃતિમાં સૌથી સામાન્ય ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્લેટફોર્મ પૈકીનું એક હોવાનું વિશિષ્ટતા ધરાવે છે, અને તેથી પી. સી. એન. એ. ને ડી. એન. એ. પોલિમરેઝ માટે નિયમનકારી સહઘટક તરીકે પણ જોવામાં આવે છે. પ્રતિકૃતિ પરિબળ સી. પી. સી. એન. એ. ડીએનએ ટેમ્પલેટ સ્ટ્રાન્ડને સંપૂર્ણપણે ઘેરી લે છે અને પ્રતિકૃતિ કાંટો પર ડીએનએ પર લોડ કરવું આવશ્યક છે. અગ્રણી સ્ટ્રાન્ડ પર, પી. સી. એન. એ. નું લોડિંગ એક વિરલ પ્રક્રિયા છે, કારણ કે અગ્રણી સ્ટ્રાન્ડ પર ડીએનએ પ્રતિકૃતિ ત્યાં સુધી સતત રહે છે જ્યાં સુધી પ્રતિકૃતિ સમાપ્ત ન થાય. જો કે, વિલંબિત સ્ટ્રાન્ડ પર, દરેક ઓકાઝાકી ટુકડાની શરૂઆતમાં ડીએનએ પોલિમરેઝને સતત લોડ કરવાની જરૂર છે. ઓકાઝાકી ટુકડાના સંશ્લેષણની આ સતત શરૂઆત માટે કાર્યક્ષમ ડીએનએ પ્રતિકૃતિ માટે પુનરાવર્તિત પીસીએનએ લોડિંગની જરૂર પડે છે. પી. સી. એન. એ. લોડિંગ પ્રતિકૃતિ પરિબળ સી (આર. એફ. સી.) સંકુલ દ્વારા પૂર્ણ થાય છે. આરએફસી સંકુલ પાંચ એટીપીએસીથી બનેલું છેઃ આરએફસી 1, આરએફસી 2, આરએફસી 3, આરએફસી 4 અને આરએફસી 5. આર. એફ. સી. પ્રાઇમર-ટેમ્પ્લેટ જંકશનને ઓળખે છે અને આ સ્થળો પર પી. સી. એન. એ. લોડ કરે છે. પીસીએનએ હોમોટ્રીમર આરએફસી દ્વારા એટીપી હાઇડ્રોલિસિસ દ્વારા ખોલવામાં આવે છે અને પછી પોલિમરેઝ સાથે તેના જોડાણને સરળ બનાવવા માટે યોગ્ય દિશામાં ડીએનએ પર લોડ કરવામાં આવે છે. ક્લેમ્પ લોડરો ડીએનએમાંથી પીસીએનએને પણ અનલોડ કરી શકે છે; જ્યારે પ્રતિકૃતિને સમાપ્ત કરવી આવશ્યક હોય ત્યારે એક પદ્ધતિ જરૂરી છે. પ્રતિકૃતિ કાંટો પર સ્થગિત પ્રતિકૃતિ કાંટો ડીએનએ પ્રતિકૃતિને ડીઓક્સિન્યુક્લિયોટાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ (ડીએનટીપી) ની અછત અથવા ડીએનએ નુકસાન દ્વારા રોકી શકાય છે, જેના પરિણામે પ્રતિકૃતિ તણાવ થાય છે. પ્રતિકૃતિના આ વિરામને સ્થગિત પ્રતિકૃતિ કાંટો તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે. પ્રોટીનનું કાંટો સંરક્ષણ સંકુલ ડીએનએ નુકસાન અથવા અન્ય પ્રતિકૃતિ સમસ્યાઓને ઠીક કરી શકાય ત્યાં સુધી પ્રતિકૃતિ કાંટોને સ્થિર કરે છે. લાંબા સમય સુધી પ્રતિકૃતિ કાંટો અટકાવવાથી ડીએનએને વધુ નુકસાન થઈ શકે છે. જો પ્રતિકૃતિ કાંટો પેદા કરતી સમસ્યાઓનું સમાધાન કરવામાં આવે તો અટકતા સંકેતો નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે. યુકેરીયોટિક ડીએનએ પ્રતિકૃતિની સમાપ્તિ માટે રંગસૂત્રો ગોળાકાર કે રેખીય છે તેના આધારે વિવિધ પ્રક્રિયાઓની જરૂર પડે છે. રેખીય અણુઓથી વિપરીત, ગોળાકાર રંગસૂત્રો સમગ્ર અણુનું પ્રતિકૃતિ બનાવવા માટે સક્ષમ છે. જો કે, બે ડીએનએ પરમાણુઓ એક સાથે જોડાયેલા રહેશે. આ સમસ્યાને પ્રકાર II ટોપોઆઇસોમરેઝ દ્વારા બે ડીએનએ અણુઓના વિઘટન દ્વારા નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે. પ્રકાર II ટોપોઆઇસોમરેઝનો ઉપયોગ રેખીય સેરને અલગ કરવા માટે પણ થાય છે કારણ કે તેઓ કોષની અંદર એક ન્યુક્લિયોસોમમાં જટિલ રીતે જોડાયેલા હોય છે. અગાઉ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, રેખીય રંગસૂત્રો બીજી સમસ્યાનો સામનો કરે છે જે ગોળાકાર ડીએનએ પ્રતિકૃતિમાં જોવા મળતી નથી. ડીએનએ સંશ્લેષણની શરૂઆત માટે આરએનએ પ્રાઇમરની જરૂર પડે છે તે હકીકતને કારણે, સમગ્ર રંગસૂત્રની પ્રતિકૃતિ બનાવવામાં વિલંબિત સ્ટ્રાન્ડ ગેરલાભમાં છે. જ્યારે અગ્રણી સ્ટ્રાન્ડ પ્રતિકૃતિ ડીએનએ સ્ટ્રાન્ડના 5 'ટર્મિનસને વિસ્તારવા માટે એક જ આરએનએ પ્રાઇમરનો ઉપયોગ કરી શકે છે, ત્યારે બહુવિધ આરએનએ પ્રાઇમર સ્ટ્રેન્ડ સંશ્લેષણને પાછળ રાખવા માટે જવાબદાર છે, જેનાથી ઓકાઝાકી ટુકડાઓ બને છે. આ એ હકીકતને કારણે સમસ્યા તરફ દોરી જાય છે કે ડીએનએ પોલિમરેઝ માત્ર ડીએનએ સ્ટ્રાન્ડના 3 'છેડે જ ઉમેરવામાં સક્ષમ છે. પેરેન્ટ સ્ટ્રાન્ડ સાથે ડીએનએ પોલિમરેઝની 3 '-5' ક્રિયા જ્યારે ઓકાઝાકી ટુકડાઓનું સમારકામ કરવામાં આવે ત્યારે પેરેન્ટ સ્ટ્રાન્ડના 3 'છેડે ટૂંકા સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ (એસએસડીએનએ) પ્રદેશને છોડી દે છે. કારણ કે પ્રતિકૃતિ પિતૃ રંગસૂત્રોના વિરુદ્ધ છેડા પર વિરુદ્ધ દિશામાં થાય છે, દરેક સ્ટ્રાન્ડ એક છેડા પર પાછળનો સ્ટ્રાન્ડ છે. સમય જતાં આ બંને પુત્રી રંગસૂત્રોના પ્રગતિશીલ ટૂંકાણમાં પરિણમશે. આને અંતિમ પ્રતિકૃતિ સમસ્યા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. અંતિમ પ્રતિકૃતિ સમસ્યાનું સંચાલન યુકેરીયોટિક કોષોમાં ટેલોમેર પ્રદેશો અને ટેલોમેરેઝ દ્વારા કરવામાં આવે છે. ટેલોમેરેસ પેરેંટલ રંગસૂત્રના 3 'અંતને પુત્રી સ્ટ્રાન્ડના 5' અંતથી આગળ વિસ્તરે છે. આ સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ માળખું ટેલોમેરેઝની ભરતી કરતી પ્રતિકૃતિના મૂળ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે. ટેલોમેરેઝ એ એક વિશિષ્ટ ડીએનએ પોલિમરેઝ છે જેમાં બહુવિધ પ્રોટીન પેટા એકમો અને આરએનએ ઘટકનો સમાવેશ થાય છે. ટેલોમેરેઝનો આર. એન. એ. ઘટક નમૂના ડીએનએના સિંગલ સ્ટ્રેન્ડેડ 3 'છેડા સુધી પહોંચે છે અને તેમાં ટેલોમેરિક ક્રમની 1.5 નકલો હોય છે. ટેલોમેરેઝમાં પ્રોટીન સબયૂનિટ હોય છે જે ટેલોમેરેઝ રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેસ અથવા TERT તરીકે ઓળખાતી રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેસ છે. ટીઈઆરટી ટેમ્પલેટ ટેલોમેરેઝ આરએનએના અંત સુધી ડીએનએનું સંશ્લેષણ કરે છે અને પછી અલગ થાય છે. પેરેંટલ ડીએનએ મોલેક્યુલના 3 'અંતના વિસ્તરણ સાથે આ પ્રક્રિયાને જરૂર પડે તેટલી વખત પુનરાવર્તિત કરી શકાય છે. આ 3 'ઉમેરો સ્ટ્રેન્ડ ડીએનએ સંશ્લેષણને પાછળ રાખીને પુત્રી સ્ટ્રાન્ડના 5' અંતના વિસ્તરણ માટે એક નમૂનો પ્રદાન કરે છે. ટેલોમેરેઝ પ્રવૃત્તિનું નિયમન ટેલોમેરે-બંધનકર્તા પ્રોટીન દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. પ્રતિકૃતિ કાંટો અવરોધો પ્રોકેરીયોટિક ડીએનએ પ્રતિકૃતિ દ્વિદિશાત્મક છે; પ્રતિકૃતિ મૂળની અંદર, પ્રતિકૃતિ મૂળના દરેક છેડે પ્રતિકૃતિ સંકુલ બનાવવામાં આવે છે અને પ્રતિકૃતિઓ પ્રારંભિક પ્રારંભિક બિંદુથી એકબીજાથી દૂર જાય છે. પ્રોકેરીયોટ્સમાં, દ્વિદિશાત્મક પ્રતિકૃતિ ગોળાકાર રંગસૂત્ર પર એક પ્રતિકૃતિ મૂળ પર શરૂ થાય છે અને મૂળની પ્રારંભિક શરૂઆતથી વિરુદ્ધ સ્થળ પર સમાપ્ત થાય છે. આ સમાપ્તિ પ્રદેશોમાં ડીએનએ સિક્વન્સ હોય છે જે ટેર સાઇટ્સ તરીકે ઓળખાય છે. આ ટર્મ સાઇટ્સ ટસ પ્રોટીન દ્વારા બંધાયેલા છે. ટેર-ટુસ સંકુલ પ્રતિકૃતિને સમાપ્ત કરીને હેલિકેસ પ્રવૃત્તિને રોકવામાં સક્ષમ છે. યુકેરીયોટિક કોષોમાં, પ્રતિકૃતિની સમાપ્તિ સામાન્ય રીતે બે સક્રિય પ્રતિકૃતિ મૂળ વચ્ચે બે પ્રતિકૃતિ કાંટાની અથડામણ દ્વારા થાય છે. અથડામણનું સ્થાન મૂળ ગોળીબારના સમય પર બદલાય છે. આ રીતે, જો પ્રતિકૃતિ કાંટો કોઈ ચોક્કસ સ્થળ પર અટકી જાય અથવા તૂટી પડે, તો જ્યારે વિરુદ્ધ દિશામાં મુસાફરી કરતી પ્રતિકૃતિ પ્રદેશની નકલ પૂર્ણ કરે ત્યારે સ્થળની પ્રતિકૃતિને બચાવી શકાય છે. સમગ્ર જિનોમમાં વિવિધ સ્થળોએ આર. એફ. બી. પ્રોટીન દ્વારા બંધાયેલા પ્રોગ્રામ કરેલ પ્રતિકૃતિ કાંટો અવરોધો (આર. એફ. બી.) હોય છે, જે પ્રતિકૃતિ કાંટોને સમાપ્ત કરવા અથવા અટકાવવામાં સક્ષમ હોય છે, જે પ્રતિકૃતિની પ્રગતિને અટકાવે છે. પ્રતિકૃતિ કારખાનાઓ એવું જાણવા મળ્યું છે કે પ્રતિકૃતિ કોષના કેન્દ્રકમાં સ્થાનિક રીતે થાય છે. સ્થિર ડીએનએ સાથે ફરતા પ્રતિકૃતિ કાંટાના પરંપરાગત દૃષ્ટિકોણથી વિપરીત, પ્રતિકૃતિ કારખાનાઓનો એક ખ્યાલ ઉભરી આવ્યો છે, જેનો અર્થ છે કે પ્રતિકૃતિ કાંટો કેટલાક સ્થિર 'ફેક્ટરી' પ્રદેશો તરફ કેન્દ્રિત છે, જેમાંથી નમૂના ડીએનએ સ્ટ્રાન્ડ કન્વેયર બેલ્ટની જેમ પસાર થાય છે. કોષ ચક્ર નિયમન ડીએનએ પ્રતિકૃતિ એ ચુસ્ત રીતે ગોઠવાયેલી પ્રક્રિયા છે જે કોષ ચક્રના સંદર્ભમાં નિયંત્રિત થાય છે. કોષ ચક્ર દ્વારા પ્રગતિ અને બદલામાં ડીએનએ પ્રતિકૃતિને પૂર્વ-પ્રતિકૃતિ સંકુલ (પૂર્વ-આરસી) ની રચના અને સક્રિયકરણ દ્વારા ચુસ્તપણે નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે જે સાયક્લિન-આધારિત કિનસેસ (સી. ડી. કે., સી. ડી. કે.) ના સક્રિયકરણ અને નિષ્ક્રિયકરણ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. ખાસ કરીને તે સાયક્લિન્સ અને સાયક્લિન આધારિત કિનસેસની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ છે જે G1 થી S-તબક્કામાં સંક્રમણ માટે જવાબદાર છે. કોષ ચક્રના G1 તબક્કા દરમિયાન CDK પ્રવૃત્તિનું સ્તર નીચું હોય છે. સીડીકે પ્રવૃત્તિનું આ નીચું સ્તર નવા પૂર્વ-આરસી સંકુલની રચના માટે પરવાનગી આપે છે પરંતુ નવા રચાયેલા પૂર્વ-આરસી દ્વારા ડીએનએ પ્રતિકૃતિ શરૂ કરવા માટે પૂરતું નથી. કોષ ચક્રના બાકીના તબક્કાઓ દરમિયાન સીડીકે પ્રવૃત્તિના ઊંચા સ્તરો હોય છે. સીડીકે પ્રવૃત્તિનું આ ઉચ્ચ સ્તર ડીએનએ પ્રતિકૃતિ શરૂ કરવા તેમજ નવી પૂર્વ-આરસી જટિલ રચનાને રોકવા માટે જવાબદાર છે. એકવાર ડીએનએ પ્રતિકૃતિ શરૂ થઈ જાય પછી પૂર્વ-આરસી સંકુલ તૂટી જાય છે. કોષ ચક્રના S તબક્કા, G2 અને M તબક્કાઓ દરમિયાન CDKનું સ્તર ઊંચું રહે છે તે હકીકતને કારણે કોઈ નવા પૂર્વ-RC સંકુલની રચના થઈ શકતી નથી. આ બધું એ સુનિશ્ચિત કરવામાં મદદ કરે છે કે જ્યાં સુધી કોષ વિભાજન પૂર્ણ ન થાય ત્યાં સુધી કોઈ દીક્ષા ન થઈ શકે. સાયક્લિન આધારિત કિનસેસ ઉપરાંત સીડીટી 1 ના ડાઉનરેગ્યુલેશન દ્વારા પ્રતિકૃતિનો એક નવો રાઉન્ડ અટકાવવામાં આવે તેવું માનવામાં આવે છે. આ સી. ડી. ટી. 1 ના અધઃપતન તેમજ જેમિનિન તરીકે ઓળખાતા પ્રોટીનની અવરોધક ક્રિયાઓ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. જેમિનિન સી. ડી. ટી. 1 સાથે ચુસ્ત રીતે જોડાય છે અને તેને પુનઃ પ્રતિકૃતિનું મુખ્ય અવરોધક માનવામાં આવે છે. જેમિનિન સૌપ્રથમ એસ-તબક્કામાં દેખાય છે અને મેટાફેઝ-એનાફેઝ સંક્રમણમાં અધોગતિ પામે છે, સંભવતઃ એનાફેઝ પ્રમોટિંગ કોમ્પ્લેક્સ (એપીસી) દ્વારા સર્વવ્યાપકતા દ્વારા. કોષ ચક્ર દરમિયાન વિવિધ કોષ ચક્ર ચેકપોઇન્ટ્સ હાજર હોય છે જે નક્કી કરે છે કે કોષ સંપૂર્ણપણે વિભાજન દ્વારા પ્રગતિ કરશે કે નહીં. મહત્ત્વની વાત એ છે કે પ્રતિકૃતિમાં G1, અથવા પ્રતિબંધ, ચેકપોઇન્ટ એ નક્કી કરે છે કે પ્રતિકૃતિની શરૂઆત થશે કે નહીં અથવા કોષને G0 તરીકે ઓળખાતા વિશ્રામી તબક્કામાં મૂકવામાં આવશે કે નહીં. કોષ ચક્રના G0 તબક્કામાં કોષોને પ્રતિકૃતિનો એક રાઉન્ડ શરૂ કરવાથી અટકાવવામાં આવે છે કારણ કે મિનિક્રોમોઝોમ જાળવણી પ્રોટીન વ્યક્ત કરવામાં આવતા નથી. એસ-તબક્કામાં સંક્રમણ સૂચવે છે કે પ્રતિકૃતિ શરૂ થઈ ગઈ છે. પ્રતિકૃતિ ચેકપોઇન્ટ પ્રોટીન કોષ વિભાજન દરમિયાન આનુવંશિક માહિતીને જાળવી રાખવા માટે, ડીએનએ પ્રતિકૃતિ ઉચ્ચ નિષ્ઠા સાથે પૂર્ણ થવી આવશ્યક છે. આ કાર્યને હાંસલ કરવા માટે, યુકેરીયોટિક કોષોમાં પ્રતિકૃતિ પ્રક્રિયામાં ચોક્કસ બિંદુઓ દરમિયાન પ્રોટીન હોય છે જે ડીએનએ પ્રતિકૃતિ દરમિયાન કોઈપણ ભૂલોને શોધી શકે છે અને જીનોમિક અખંડિતતાને જાળવી રાખવામાં સક્ષમ હોય છે. આ ચેકપોઇન્ટ પ્રોટીન ડીએનએ રિપેર માટે સમય આપવા માટે કોષ ચક્રને મિટોસિસમાં પ્રવેશતા અટકાવવામાં સક્ષમ છે. ચેકપોઇન્ટ પ્રોટીન કેટલાક ડીએનએ રિપેર માર્ગોમાં પણ સામેલ હોય છે, જ્યારે તેઓ વધુ નુકસાનને રોકવા માટે પ્રતિકૃતિ કાંટાની રચનાને સ્થિર કરે છે. આ ચેકપોઇન્ટ પ્રોટીન પરિવર્તન અથવા અન્ય રંગસૂત્ર વિચલનોને સંતાનમાં પસાર થતા ટાળવા માટે જરૂરી છે. યુકેરીયોટિક ચેકપોઇન્ટ પ્રોટીન સારી રીતે સંરક્ષિત છે અને તેમાં બે ફોસ્ફેટિડિલિનોસિટોલ 3-કિનેઝ-સંબંધિત કિનેઝ (પી. આઈ. કે. કે.), એ. ટી. આર. અને એ. ટી. એમ. સામેલ છે. એટીઆર અને એટીએમ બંને લક્ષ્ય ફોસ્ફોરાયલેશન ક્રમ, એસક્યુ/ટીક્યુ મોટિફ શેર કરે છે, પરંતુ કોષોમાં તેમની વ્યક્તિગત ભૂમિકાઓ અલગ પડે છે. એ. ટી. આર. ડીએનએ ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ બ્રેકના જવાબમાં કોષ ચક્રને અટકાવવામાં સામેલ છે. એ. ટી. આર. એક ફરજિયાત ચેકપોઇન્ટ ભાગીદાર, એ. ટી. આર.-ઇન્ટરેક્ટિંગ-પ્રોટીન (એ. ટી. આર. આઈ. પી.) ધરાવે છે, અને આ બંને પ્રોટીન એકસાથે સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડી. એન. એ. ના સ્ટ્રેચ માટે પ્રતિભાવ આપે છે જે પ્રતિકૃતિ પ્રોટીન એ (આર. પી. એ.) દ્વારા કોટેડ હોય છે. સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએની રચના વારંવાર થાય છે, વધુ વખત પ્રતિકૃતિ તણાવ દરમિયાન. એ. ટી. આર.-એ. ટી. આર. આઈ. પી. જીનોમ અખંડિતતા જાળવવા માટે કોષ ચક્રને અટકાવવામાં સક્ષમ છે. એટીઆર એસ તબક્કા દરમિયાન ક્રોમેટિન પર જોવા મળે છે, જે આરપીએ અને ક્લેસ્પિન જેવું જ છે. પ્રતિકૃતિ નુકસાનના ડાઉનસ્ટ્રીમ ચેકપોઇન્ટ માર્ગો શરૂ કરવા માટે સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ ટ્રેક્ટની પેઢી મહત્વપૂર્ણ છે. એકવાર સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ પૂરતા પ્રમાણમાં લાંબુ થઈ જાય, પછી આરપીએ સાથે કોટેડ સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ એટીઆર-એટીઆરઆઈપીની ભરતી કરવામાં સક્ષમ બને છે. સંપૂર્ણપણે સક્રિય બનવા માટે, એટીઆર કિનેઝ સેન્સર પ્રોટીન પર આધાર રાખે છે જે સમજે છે કે ચેકપોઇન્ટ પ્રોટીન ડીએનએ પ્રતિકૃતિ તણાવના માન્ય સ્થળ પર સ્થાનાંતરિત છે કે કેમ. આર. એ. ડી. 9-એચ. યુ. એસ. 1-રેડ1 (<આઇ. ડી. 1>) હેટેરોટ્રિમેરિક ક્લેમ્પ અને તેના ક્લેમ્પ લોડર આર. એફ. સી. આર. એ. ડી. 17 ગેપ્ડ અથવા નિકેડ ડીએનએને ઓળખવામાં સક્ષમ છે. RFCRad17 ક્લેમ્પ લોડર ક્ષતિગ્રસ્ત DNA પર 9-1-1 લોડ કરે છે. ડીએનએ પર 9-1-1 ની હાજરી એ. ટી. આર.-એ. ટી. આર. આઈ. પી. અને ચેકપોઇન્ટ મધ્યસ્થી તરીકે ઓળખાતા પ્રોટીનના જૂથ, જેમ કે ટી. ઓ. પી. બી. પી. 1 અને એમ. આર. સી. 1/ક્લેસ્પિન વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને સરળ બનાવવા માટે પૂરતી છે. ટીઓપીબીપી1 9-1-1 ના ફોસ્ફોરિલેટેડ રેડ9 ઘટક સાથે સંપર્ક કરે છે અને ભરતી કરે છે અને એટીઆર-એટીઆરઆઈપીને જોડે છે, જે સીએચકે1ને ફોસ્ફોરિલેટ કરે છે. એ. ટી. આર.-એ. ટી. આર. આઈ. પી. ના સંપૂર્ણ સક્રિયકરણ માટે એમ. આર. સી. 1/ક્લાસ્પિન પણ જરૂરી છે જે મુખ્ય ડાઉનસ્ટ્રીમ ચેકપોઇન્ટ ઇફેક્ટર કિનેઝ, સીએચકે 1 ને ફોસ્ફોરાયલેટ કરે છે. ક્લાસ્પિન એ પ્રતિકૃતિનો એક ઘટક છે અને તેમાં Chk1 સાથે ડોકીંગ માટે એક ડોમેન છે, જે ડીએનએ પ્રતિકૃતિ દરમિયાન ક્લાસ્પિનના ચોક્કસ કાર્યને દર્શાવે છેઃ પ્રતિકૃતિ પર ચેકપોઇન્ટ સિગ્નલિંગને પ્રોત્સાહન. કોષ ચક્રને રોકવા અને અપૂર્ણ ડીએનએ પ્રતિકૃતિ અથવા ડીએનએ નુકસાન સાથે કોષોને માઇટોસિસમાં પ્રવેશતા અટકાવવા માટે સીએચકે 1 સંકેત મહત્વપૂર્ણ છે. એ. ટી. આર.-સી. એચ. કે. 1 ચેકપોઇન્ટના કાર્ય માટે અને કોષ ચક્રને રોકવા માટે અને ડી. એન. એ. રિપેર મિકેનિઝમ્સને પૂર્ણ કરવા માટે પૂરતો સમય આપવા માટે સી. એચ. કે. 1 આધારિત સી. ડી. કે. અવરોધ મહત્વપૂર્ણ છે, જે બદલામાં ક્ષતિગ્રસ્ત ડી. એન. એ. ના વારસાને અટકાવે છે. વધુમાં, સી. એચ. કે. 1-આધારિત સી. ડી. કે. અવરોધ એસ તબક્કા દરમિયાન મૂળ ગોળીબારને રોકવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. આ પદ્ધતિ સતત ડીએનએ સંશ્લેષણને અટકાવે છે અને પ્રતિકૃતિ તણાવ અને સંભવિત જીનોટોક્સિક પરિસ્થિતિઓની હાજરીમાં જીનોમના રક્ષણ માટે જરૂરી છે. આમ, એટીઆર-સીએચકે1 પ્રવૃત્તિ સમગ્ર જિનોમમાં પ્રતિકૃતિની શરૂઆતને અટકાવીને એકલ પ્રતિકૃતિ ઉત્પત્તિના સ્તરે સંભવિત પ્રતિકૃતિ સમસ્યાઓને અટકાવે છે, જ્યાં સુધી કોષ-ચક્રની ધરપકડ જાળવતા સિગ્નલિંગ કાસ્કેડ બંધ ન થાય. ન્યુક્લિયોસોમ્સ દ્વારા પ્રતિકૃતિ યુકેરીયોટિક ડીએનએને ન્યુક્લિયસની મર્યાદિત જગ્યામાં ફિટ કરવા માટે ચુસ્ત રીતે કોમ્પેક્ટ કરવું આવશ્યક છે. રંગસૂત્રોને હિસ્ટોન પ્રોટીનના ઓક્ટેમરની આસપાસ 147 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને લપેટીને પેક કરવામાં આવે છે, જેનાથી ન્યુક્લિયોસોમ બને છે. ન્યુક્લિયોસોમ ઓક્ટામરમાં દરેક હિસ્ટોન H2A, H2B, H3 અને H4ની બે નકલો હોય છે. ડીએનએ સાથે હિસ્ટોન પ્રોટીનના ચુસ્ત જોડાણને કારણે, યુકેરીયોટિક કોષોમાં પ્રોટીન હોય છે જે પ્રતિકૃતિ કાંટાની આગળ હિસ્ટોનને ફરીથી તૈયાર કરવા માટે રચાયેલ હોય છે, જેથી પ્રતિકૃતિની સરળ પ્રગતિ થઈ શકે. ન્યુક્લિયોસોમની રચનાને પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે પ્રતિકૃતિ કાંટાની પાછળ હિસ્ટોન્સને ફરીથી જોડવામાં પણ પ્રોટીન સામેલ છે. ઘણા હિસ્ટોન ચેપરોન છે જે પ્રતિકૃતિ પછી ન્યુક્લિયોસોમ એસેમ્બલીમાં સામેલ હોવાનું જાણીતું છે. એફ. એ. સી. ટી. સંકુલ ડીએનએ પોલિમરેઝ α-પ્રાઇમેઝ સંકુલ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતું હોવાનું જાણવા મળ્યું છે, અને એફ. એ. સી. ટી. સંકુલના પેટા એકમો આનુવંશિક રીતે પ્રતિકૃતિ પરિબળો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. એફ. એ. સી. ટી. સંકુલ એક હેટેરોડાઇમર છે જે એ. ટી. પી. ને હાઇડ્રોલાઇઝ કરતું નથી, પરંતુ ન્યુક્લિયોસોમ્સમાં હિસ્ટોન્સને "ઢીલું પાડવાની" સુવિધા આપવા માટે સક્ષમ છે, પરંતુ એફ. એ. સી. ટી. સંકુલ ડીએનએ દૂર કરવા માટે હિસ્ટોન્સના ચુસ્ત જોડાણને કેવી રીતે રાહત આપી શકે છે તે અનુત્તરિત રહે છે. અન્ય હિસ્ટોન ચેપરોન કે જે પ્રતિકૃતિ સાથે જોડાય છે તે એ. એસ. એફ. 1 છે, જે હિસ્ટોન ડાયમર્સ એચ3-એચ4 પર આધારિત એમ. સી. એમ. સંકુલ સાથે સંપર્ક કરે છે. એ. એસ. એફ. 1 નવા સંશ્લેષિત એચ3-એચ4 ડાયમરને પ્રતિકૃતિ કાંટો પાછળના જુબાની પરિબળોમાં પસાર કરવામાં સક્ષમ છે અને આ પ્રવૃત્તિ એચ3-એચ4 હિસ્ટોન ડાયમરને પ્રતિકૃતિ પછી તરત જ હિસ્ટોન જુબાનીના સ્થળ પર ઉપલબ્ધ બનાવે છે. એ. એસ. એફ. 1 (અને તેના ભાગીદાર આર. ટી. ટી. 109) ને એસ-તબક્કા દરમિયાન પુનરાવર્તિત જનીનોમાંથી જનીન અભિવ્યક્તિને રોકવામાં પણ સામેલ કરવામાં આવ્યા છે. હેટેરોટ્રિમેરિક ચેપરોન ક્રોમેટિન એસેમ્બલી ફેક્ટર 1 (સી. એ. એફ.-1) એ ક્રોમેટિન રચનાનું પ્રોટીન છે જે ક્રોમેટિન બનાવવા માટે બંને નવા પ્રતિકૃતિ ડીએનએ સ્ટ્રાન્ડ્સ પર હિસ્ટોન્સ જમા કરવામાં સામેલ છે. સી. એ. એફ.-1 એ પી. સી. એન. એ.-બંધનકર્તા રચના ધરાવે છે, જેને પી. આઈ. પી.-બોક્સ કહેવાય છે, જે સી. એ. એફ.-1 ને પી. સી. એન. એ. દ્વારા પ્રતિકૃતિ સાથે જોડાવાની મંજૂરી આપે છે અને નવા સંશ્લેષિત ડી. એન. એ. પર હિસ્ટોન એચ. 3-એચ. 4 ડાયમર્સ જમા કરવામાં સક્ષમ છે. Rtt106 ચેપરોન પણ આ પ્રક્રિયામાં સામેલ છે, અને ક્રોમેટિનની રચના દરમિયાન CAF-1 અને H3-H4 ડાયમર્સ સાથે સંકળાયેલું છે. આ પ્રક્રિયાઓ નવા સંશ્લેષિત હિસ્ટોન્સને ડીએનએ પર લોડ કરે છે. હિસ્ટોન્સ H3-H4 જમા થયા પછી, હિસ્ટોન H2A-H2B ના જોડાણ દ્વારા ન્યુક્લિયોસોમ્સ રચાય છે. આ પ્રક્રિયા FACT સંકુલ દ્વારા થતી હોવાનું માનવામાં આવે છે, કારણ કે તે પહેલેથી જ પ્રતિકૃતિ સાથે સંકળાયેલ છે અને મુક્ત H2A-H2B ને બાંધવામાં સક્ષમ છે, અથવા અન્ય H2A-H2B ચેપરોન, નેપ 1 ની સંભાવના છે. ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી અભ્યાસો દર્શાવે છે કે આ ખૂબ જ ઝડપથી થાય છે, કારણ કે ન્યુક્લિયોસોમ્સને પ્રતિકૃતિ કાંટો પછી માત્ર થોડાક સો આધાર જોડીઓ બનાવતા જોઇ શકાય છે. તેથી, નવા ન્યુક્લિયોસોમ્સ બનાવવાની સમગ્ર પ્રક્રિયા પ્રતિકૃતિમાં હિસ્ટોન ચેપરોનના જોડાણને કારણે પ્રતિકૃતિ પછી તરત જ થાય છે. પ્રોકેરીયોટિક અને યુકેરીયોટિક ડીએનએ પ્રતિકૃતિ વચ્ચેની સરખામણી જ્યારે પ્રોકેરીયોટિક ડીએનએ પ્રતિકૃતિ સાથે સરખામણી કરવામાં આવે છે, ત્યારે યુકેરીયોટિક ડીએનએ પ્રતિકૃતિ પૂર્ણ કરવી વધુ જટિલ હોય છે અને તેમાં પ્રતિકૃતિના બહુવિધ મૂળ અને પ્રતિકૃતિ પ્રોટીનનો સમાવેશ થાય છે. પ્રોકેરીયોટિક ડીએનએ ગોળાકાર આકારમાં ગોઠવાયેલ છે, અને જ્યારે પ્રતિકૃતિ શરૂ થાય છે ત્યારે માત્ર એક પ્રતિકૃતિ મૂળ ધરાવે છે. તેનાથી વિપરીત, યુકેરીયોટિક ડીએનએ રેખીય છે. જ્યારે નકલ કરવામાં આવે છે, ત્યારે પ્રતિકૃતિના એક હજાર જેટલા મૂળ હોય છે. યુકેરીયોટિક ડીએનએ દ્વિદિશાત્મક છે. અહીં દ્વિદિશ શબ્દનો અર્થ અલગ છે. યુકેરીયોટિક રેખીય ડીએનએના ઘણા મૂળ (જેને ઓ કહેવાય છે) અને અંતિમ (જેને ટી કહેવાય છે) છે. "ટી" એ "ઓ" ની જમણી બાજુએ હાજર છે. એક "ઓ" અને એક "ટી" મળીને એક પ્રતિકૃતિ બનાવે છે. પૂર્વ-આરંભ સંકુલની રચના પછી, જ્યારે એક પ્રતિકૃતિ લંબાવવાનું શરૂ કરે છે, ત્યારે દીક્ષા બીજી પ્રતિકૃતિમાં શરૂ થાય છે. હવે, જો પ્રથમ પ્રતિકૃતિ ઘડિયાળની દિશામાં આગળ વધે છે, તો બીજી પ્રતિકૃતિ ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં આગળ વધે છે, જ્યાં સુધી પ્રથમ પ્રતિકૃતિનું "ટી" ન પહોંચે. "ટી" પર, બંને પ્રતિકૃતિઓ પ્રતિકૃતિની પ્રક્રિયા પૂર્ણ કરવા માટે ભળી જાય છે. દરમિયાન, ત્રીજી પ્રતિકૃતિને મળવા માટે બીજી પ્રતિકૃતિ પણ આગળની દિશામાં આગળ વધી રહી છે. બે પ્રતિકૃતિઓની આ ઘડિયાળની દિશામાં અને ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં હિલચાલને દ્વિદિશાત્મક પ્રતિકૃતિ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. યુકેરીયોટિક ડીએનએ પ્રતિકૃતિ માટે દરેક વખતે કોષ વિભાજિત થાય ત્યારે સમગ્ર જીનોમની પ્રતિકૃતિ બનાવવા માટે તમામ ડીએનએ પોલિમરેઝ અને સંકળાયેલ પ્રોટીનનું ચોક્કસ સંકલન જરૂરી છે. આ પ્રક્રિયા પ્રતિકૃતિની ઉત્પત્તિ પર પ્રોટીન એસેમ્બલીઓના શ્રેણીબદ્ધ પગલાઓ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે, મુખ્યત્વે ડીએનએ સાથે એમસીએમ હેલિકેઝના જોડાણ પર ડીએનએ પ્રતિકૃતિના નિયમન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. પ્રતિકૃતિની આ ઉત્પત્તિ પ્રોટીન સંકુલની સંખ્યાને નિર્દેશિત કરે છે જે પ્રતિકૃતિ શરૂ કરવા માટે રચાય છે. પ્રોકેરીયોટિક ડીએનએ પ્રતિકૃતિ નિયમન ડીએનએ સાથે ડીએનએ ઇનિશિએટર પ્રોટીનના બંધન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, જેમાં એક કોષ ચક્ર દરમિયાન પ્રતિકૃતિની શરૂઆત ઘણી વખત થાય છે. પ્રોકેરીયોટિક અને યુકેરીયોટિક ડીએનએ બંને એ. ટી. પી. બંધનકર્તા અને હાઇડ્રોલિસિસનો ઉપયોગ હેલિકેઝ લોડિંગને દિશામાન કરવા માટે કરે છે અને બંને કિસ્સાઓમાં હેલિકેઝ નિષ્ક્રિય સ્વરૂપમાં લોડ થાય છે. જો કે, યુકેરીયોટિક હેલિકેસ ડબલ હેક્સામર્સ છે જે ડબલ સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ પર લોડ થાય છે જ્યારે પ્રોકેરીયોટિક હેલિકેસ સિંગલ સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ પર લોડ થયેલ સિંગલ હેક્સામર્સ છે. રંગસૂત્રોનું વિભાજન એ પ્રોકેરીયોટિક અને યુકેરીયોટિક કોષો વચ્ચેનો બીજો તફાવત છે. ઝડપથી વિભાજિત થતા કોષો, જેમ કે બેક્ટેરિયા, ઘણીવાર રંગસૂત્રોને અલગ કરવાનું શરૂ કરે છે જે હજુ પણ પ્રતિકૃતિની પ્રક્રિયામાં છે. યુકેરીયોટિક કોષોમાં પુત્રી કોષોમાં રંગસૂત્રનું વિભાજન ત્યાં સુધી શરૂ થતું નથી જ્યાં સુધી તમામ રંગસૂત્રોમાં પ્રતિકૃતિ પૂર્ણ ન થાય. આ તફાવતો હોવા છતાં, પ્રતિકૃતિની અંતર્ગત પ્રક્રિયા પ્રોકેરીયોટિક અને યુકેરીયોટિક ડીએનએ બંને માટે સમાન છે. યુકેરીયોટિક ડીએનએ પ્રતિકૃતિ પ્રોટીન યાદી યુકેરીયોટિક ડીએનએ પ્રતિકૃતિમાં સામેલ મુખ્ય પ્રોટીનની સૂચિઃ ડીએનએ પ્રતિકૃતિ પ્રોકેરીયોટિક ડીએનએ પ્રતિકૃતિ પ્રક્રિયા સંદર્ભો ડીએનએ પ્રતિકૃતિ પણ જુઓ.