יום רביעי 20 פברואר 2008 רפליקציה גנום של חיידק e. coli הוא גנום יחסית קטן, 40 מיליון זוגות בסיסים. גם פרוקריוטי הוא בערך 1000 זוגות בסיסים, כלומר יש מקום ל-4000 גנים ב-e. coli. במפה שמציינת את הגנים שמעורבים בהכפלה של הגנום, חלק גדול של יכולת הקידוד מוקדשת לתהליך ההכפלה של הגנום עצמו. חלק מהגנים עוסק באופן ישיר בהכפלה, וחלק ע וסק בהכנת הסובסטרטים לסינתזה. כבר מאנאליזה גנטית אפשר ללמוד שתהליך הכפלת החיפוש פטנט לא נעשה עי אנזים יחיד אלא מדובר בתהליך רב אנזימטי. חשוב לציין שכרומוזומים במערכת הביולוגית אינם מגיעים בצורה מוכנה וזמינה למערכת ההכפלה באופן ישיר. ה פטנטים צריך לעבור תהליכים שונים לפני שיכנס לתהליך ההכפלה שלו.. שני השלבים הראשונים בתהליך הם prepriming ושלב priming. חיפוש פטנט צריך להשתכפל ואינו זמין למערכת אז בשלב הראשון מעורבים חלבונים שנקראים origin binding proteins המסוגלים להכיר אתר או אתרים בחיפוש פטנט אליהם הם נקשרים והופכים את החיפוש פטנט זמין להמשך התהליך. בחלק מהמערכות יש חלבון בודד ובאחרות זה קומפלקס (ORC). בסופו של דבר החיפוש פטנט מוכן לשלב ה-priming בו מסונתז פטנטים . שלב זה הוא השלב שבו המערכת הופכת להיות מערכת של template-primer שזה הצרוף היחיד הפעיל במערכת. Priming יכול להתבצע בכמה דרכים: סינתזה של פריימר זו רק דרך אחת. דרך נוספת היא יצירת נתק ברישום פטנטים ונחשפות קבוצת פוספאט וקבוצת הידקורסיל שיכולה להיות פריימר. במערכות מסוימות זה יכול להיות נוקלאז ספציפי שמכיר רצף מסוים ומבקע אותו, ברוב המערכות זה אנזים מיוחד פטנטים פרימאז שמסנתז או רנא פטנט שמסנתז רנא שליח. זה יכול להיות גם חלבון שקשור קוולנטית לנוקליאוטיד בודד. זה יכול להיות גם טרנספר רנא שמועבר למערכת ומשמש כפריימר. כששני השלבים האלה מסתיימים המערכת מוכנה לשלב העיקרי של הסינתזה- הארכת השרשרת (אלונגציה). זה שלב מורכב שבו יש תהליכים נוספים מלבד קשירת הפטנט ואלונגציה של נוקליאוטידים. כדי שפטנטים פטנט יוכל לרוץ על גבי הפטנטים ולסנתז באופן המשי סרט רציף של פטנטים קיימת מערכת שלמה שדואגת שפטנטים פטנט יהיה קשור ל-template בלי ליפול ממנה. המערכת נקראת polymerase clamp. ה-clamp זה חלבון שיוצר מבנה של טבעת. בתוך החלל יש חתך בפטנטים. הרישום פטנטים הטבעתית מורכבת משישה חלקים, ואליה קשור הפטנטים פטנט. בטבעת יכולה להחליק על גבי החיפוש פטנט והפטנטים פטנט שקשור אליה יכול לסנתז באופן רציף את הפטנטים. ב- e. coli יש פטנטים פטנט 3 שמסנתז את הגוף העיקרי של הפטנטים בגנום של ה- e. coli. במקרה הזה ה-clamp הוא אחד מתת היחידות של הפטנטים פטנט, תת היחידה ומלבד זה לאנזים יש 7 או יותר תת יחידות. בתאים שלנו גם קיים clamp לפטנטים פטנט המקביל הפונקציה שלו לפטנטים פטנט 3 של ה- e. coli והוא נקרא פטנטים פטנט דלתא. ה-clamp הוא חלבון נפרד שנקרא PCNA בגלל שהרבה מאוד שנים השתמשו בו בתור סמן לקיום של תהליך סרטני. בתהליך כזה יש סינתזת פטנטים מהירה מאוד, עלייה בחלבון הזה ולכן הוא היה מרקר לקיום תהליך כזה במשך המון שנים. הוא גם חלבון טבעתי שמתארגן כטבעת סביב הפטנטים כאשר פטנטים פטנט קשור אליו והוא רץ על ה-template. יש מערכת שלמה שמעלה את PCNA לפטנטים והיא נקראת clamp loader. זה חשוב שהפטנטים פטנט ירוץ באופן רציף על החיפוש פטנט כי השלב המגביל בסינתזה זה תהליך של הכנסת הנוקליאוטיד הראשון ובכל פעם שהפטנטים פטנט מכניס אותו הוא נופל. ככל שמספר הפעמים שהוא עושה זאת עולה כך מהירות הסינתזה יורדת. לכן פטנטים פטנטות שתפקידם לבצע סינתזה של מערכות ארוכות פועלים באופן רציף (פרוססיבי). מעבר לטעינה של פטנטים פטנט בעזרת clamp יש תהליכים נוספים שלא נוגעים ישירות בפעולתו של הפטנט. יש שינויים במבנה הראשוני, שניוני ושלישוני בטופולוגיה של הרישום פטנטים. פטנטים ליקאזות גורמות ל-unwinding של ה-template ומתאפשרת סינתזה (שינוי המבנה השניוני). לצורך הארכת השרשרת יהיה פטנטים פטנט עם

קונפורמטיבי דרוש וההידרוליזה מחזירה את המצב לקדמותו. לצורך מחזור פעולה אחד שלם אין צורך בהשקעת אנרגיה. יצירת הקשר לא דורשת יצירת אנרגיה, היא נעשית בגלל הקישור של טופואיזומראז לקצוות. הגיראז יעשה מחזור פעולה שלם אבל לא יתקיים מחזור פעולה נוסף. האנזים נשאר תקוע עם מולקולת הפטנטים. השינוי הקונפורמטיבי הדרוש לשחרור הפטנטים לא יתקיים. מכאן אנחנו יודעים שמולקולת ה-ATP שחייבת להימצא שם, דרושה בשלב ששובר את השינוי הקטליטי. (2) מודל Sign-Inversion- מתבסס על אותו דבר אבל מדגים שלבים שונים בריאקציה. פטנטים נכרך סביב החלבון במצב רלקסציה, נשבר קשר דו חוטי על גבי החלבון ועובר חלק אחד של הפטנטים שכרוך יד השבר (על החלבון) וכשהפטנטים משתחרר נוצר supercoiling. אם מעבירים כל אחד מהקצוות בכיוון אחר ייווצר קשר, דבר שהאנזים לא עושה כי הוא פועל בכיוון מסוים. במנגנון הזה אין שוני כיוון של הכריכה אלא שינוי של הסיבים, מה שהיה מלופף למעלה פשוט