24.18. Репликация ДНК начинается в строго определенном месте и продолжается последовательно в обоих направлениях
Начинается ли репликация ДНК E.coli в произвольном месте хромосомы, или же в хромосоме имеется определенный участок инициации? Репликация ДНК - строго регулируемый процесс, поэтому a priori кажется гораздо более вероятным, что она начинается в определенном месте. Действительно, как показали работы по определению относительного числа различных генов в условиях быстрого синтеза ДНК, репликация в клетках E. coli начинается в одном определенном месте хромосомы. Рассмотрим два гена - 
Предположим, что ген а расположен вблизи от точки начала репликации, а ген 
вблизи от конца. Тогда ген а будет реплицироваться намного раньше, чем ген 
В быстро растущей культуре на один ген 
будет приходиться примерно два гена а. Если же, наоборот, репликация ДНК начинается в случайной точке, количество генов 
будет одинаковым. Относительное число генов было определено с помощью метода гибридизации, который рассматривается ниже (разд. 25.5). Результаты этих экспериментов ясно показали, что относительное число генов действительно зависит от их положения на карте (рис. 24.36). Эти данные позволили сделать следующие выводы.
1. Репликация начинается в строго определенном уникальном участке - вблизи гена ilv, локализованного на 74 на стандартной генетической карте E.coli.
2. Репликация идет одновременно в обоих направлениях с примерно одинаковой
Рис. 24.35. Схематическое изображение кольцевой хромосомы Е. coli во время репликации. Синими линиями в этой тета-структуре показана родительская ДНК, красными - новообразованная ДНК.
Рис. 24.36. Относительные количества различных генов в условиях быстрого синтеза ДНК у Е. coli в зависимости от их положения на генетической карте.
скоростью. Другими словами, существуют две репликационные вилки: одна движется по часовой стрелке, другая - против часовой стрелки.
3. Две репликационные вилки встречаются вблизи маркера 
(25 на генетической карте) - в точке, почти диаметрально противоположной началу репликации.
Еще одно доказательство двунаправленности репликации ДНК у E. coli было получено методом радиоавтографии. Для этого вначале репликацию проводили в среде, содержавшей тимин, меченный тритием до умеренной удельной радиоактивности. Через несколько минут инкубации бактерии перенесли в среду, содержавшую высокомеченный тритием радиоактивный тимин. Пробы с двумя различными уровнями радиоактивности использовались для того, чтобы получить на радиоавтографах два типа цепочек зерен серебра: цепочки с низкой плотностью зерен, соответствующие ДНК, синтезированной вначале, и цепочки с высокой плотностью, соответствующие ДНК, синтезированной позже. Если бы репликация шла в одном направлении, были бы видны цепочки с высокой плотностью зерен на одном конце и низкой плотностью на другом. Если же репликация идет в двух направлениях, середина каждого отпечатка ДНК должна была бы иметь низкую плотность зерна, а концы - высокую (рис. 24.37). Радиоавтографы дали наглядный ответ (рис. 24.38). Цепочки зерен серебра (отпечатки ДНК) во всех случаях имели более высокую плотность зерен на обоих концах, чем посередине, указывая тем самым, что репликация хромосомы E. coli идет в двух направлениях.
