複製起点
DNA複製は遺伝子の継承に不可欠であるが、すべての染色体が完全にコピーされて遺伝子のコピー数が維持される限り、明確な部位特異的な複製起点はゲノム複製に厳密に必要とされる条件ではない。例えば、特定のバクテリオファージやウイルスは専用の複製起点に依存せず、相同組換えによってDNA複製を開始することができる。同様に、古細菌Haloferax volcanii(英語版)は、内在性の複製起点が欠失した際には組換え依存的な開始を利用してゲノムを複製する。大腸菌や出芽酵母でも、切断によって誘導されたり転写によって開始されたりする、同様の非典型的な開始イベントが報告されている。このような例外的な状況下でも細胞は生存を維持できるにもかかわらず、複製起点依存的な開始は生命のさまざまなドメインで普遍的に利用されている共通した戦略である。
複製開始の詳細な研究は、限られた数のモデル系に焦点を当ててきた。広く研究されている菌類や後生動物はいずれもオピストコンタのスーパーグループに属しており、真核生物の進化のほんの一部を表しているにすぎない。キネトプラストやテトラヒメナなど他の真核生物のモデル系では、比較的わずかな研究しか行われていない。驚くべきことにこれらの研究では、複製起点の特性とイニシエーターの構成の双方において、酵母や後生動物との興味深い違いが明らかとなっている。
ストレスが存在しない場合には、余剰の複製起点の発火は複製と関係したシグナル伝達機構によって抑制される。このように、余剰のライセンス化複製起点の存在と、細胞周期における複製起点のライセンス化と発火の厳密な制御は、複製の過不足を防ぎ、真核生物のゲノムの完全性を維持するための2つの重要な戦略となっている。
出芽酵母での初期の研究では、真核生物の複製起点も原核生物のもののようにDNA配列特異的に認識されている可能性が示されていた。出芽酵母では、レプリケーターの探索により、染色体外DNAでの効率的なDNA複製開始を補助するARS(autonomously replicating sequences)が同定された。こうしたARS領域は約100–200 bpの長さで、分節化された構成をしており、A、B1、B2、そして時によりB3と呼ばれるエレメントがともに複製起点の機能に必要不可欠な役割を果たしている。Aエレメントは保存された11 bpのACS(ARS consensus sequence)を含み、B1エレメントとともに、真核生物の複製イニシエーターであるヘテロ六量体型複製起点認識複合体(ORC)の主結合部位を構成する。ORCは、5つのサブユニットが保存されたAAA+ ATPアーゼとウィングドヘリックスフォールドを持ち、DNAを囲む五量体リングへと組み立てられると考えられている。出芽酵母のORCでは、ATPアーゼドメインとウィングドヘリックスドメインのDNA結合エレメントは、ORCサブユニットの一部に存在する塩基性パッチ領域とともに、ORCリングの中心部のポアに配置され、ATP依存的にACSの配列特異的認識を補助する。