Репликация ДНК инициируется в сайтах, содержащих предопределенные последовательности ДНК, известные как точки начала репликации. ДНК расплетается в этих сайтах с помощью хеликазы поддержания минихромосом (MCM) и других факторов, таких как Cdc45 и связанный с ним комплекс GINS. Разделенные одиночные цепи защищаются репликационным белком A (RPA) до тех пор, пока ДНК-полимераза не начнет синтезировать ДНК на 5’-конце цепи в том же направлении, что и репликационная вилка. Чтобы предотвратить распад репликационной вилки, комплекс защиты репликативной вилки (FPC) движется вместе с растущей вилкой. Этот консервативный белковый комплекс можно обнаружить у эукариот, и он состоит из таких белков, как Tim, Tipin, And1 и Claspin.
В лаборатории репликативные вилки могут быть остановлены действием гидроксимочевины. Гидроксимочевина истощает клеточные пулы дНТФ, которые необходимы ДНК-полимеразе для синтеза ДНК. Когда дНТФ недоступны, синтез ДНК замедляется и в конечном итоге полностью останавливается. Таким образом, остановка репликативных вилок в живых клетках связана с неактивностью ДНК-полимеразы.
FPC связывает активность полимеразы с активностью геликазы. Таким образом, даже когда полимераза останавливается, геликаза продолжает раскручивать ДНК, чтобы произвести избыток одноцепочечной ДНК (оцДНК), прежде чем она остановится. Эта избыточная оцДНК напоминает одноцепочечные выступы, обрезанные при репарации двунитевыхных разрывов. Чтобы стабилизировать структуру, белки RPA связываются с оцДНК и привлекают белки ATR. Связывание ATR активирует белок-регулятор клеточного цикла Chk1, чтобы блокировать запуск точек начала репликации и останавить клеточный цикл для репарации ДНК. Таким образом, оцДНК служит мощным сигналом, связывающим повреждение ДНК с репарацией.
