ในชีววิทยาระดับโมเลกุลคอมเพล็กซ์การจดจำต้นกำเนิด ( ORC ) เป็นคอมเพล็กซ์ที่จับกับ DNAหลายหน่วยย่อย(6 หน่วยย่อย) ซึ่งจับกับต้นกำเนิดการจำลองแบบ ใน ยูคาริโอตและอาร์เคีย ทั้งหมด ในลักษณะที่ขึ้นอยู่ กับ ATPหน่วยย่อยของคอมเพล็กซ์นี้ถูกเข้ารหัสโดยยีนORC1 , ORC2 , ORC3 , ORC4 , ORC5และORC6 ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} ORC เป็นองค์ประกอบสำคัญสำหรับการจำลองแบบ DNA ของยูคาริโอตและยังคงจับกับโครมาตินที่ ต้นกำเนิด การจำลองแบบตลอดวงจรเซลล์^{[ 4 ]}

ORC ควบคุมการจำลองดีเอ็นเอทั่วทั้งจีโนมและจำเป็นสำหรับการเริ่มต้นการจำลอง^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} ORC และ Noc3p ที่จับอยู่ที่จุดเริ่มต้นของการจำลองทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการประกอบคอมเพล็กซ์ก่อนการจำลอง (pre-RC) ซึ่งรวมถึงCdc6 , Tah11 (หรือที่รู้จักกันในชื่อCdt1 ) และคอมเพล็กซ์Mcm2 - Mcm7 ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}การประกอบ pre-RC ในช่วงG1จำเป็นสำหรับการอนุญาต ให้ โครโมโซมจำลองก่อนการสังเคราะห์ดีเอ็นเอในช่วงS เฟส^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}การฟอสโฟรีเลชันของ Orc2, Orc6, Cdc6 และ MCM ที่ควบคุมโดยวงจรเซลล์ โดย โปรตีนไคเนสที่ขึ้นอยู่กับไซคลิน Cdc28 ควบคุมการเริ่มต้นการจำลองดีเอ็นเอ รวมถึงการบล็อกการเริ่มต้นใหม่ในG2 / M เฟส^{[ 4 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

ORC มีอยู่ตลอดวงจรเซลล์โดยจับอยู่กับจุดเริ่มต้นของการจำลองแบบ แต่จะทำงานเฉพาะในช่วงปลายไมโทซิสและต้นG1เท่านั้น

ในยีสต์ ORC ยังมีบทบาทในการสร้างการปิดเสียงที่ตำแหน่งการผสมพันธุ์ Hidden MAT Left (HML) และ Hidden MAT Right (HMR) ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} ORC มีส่วนร่วมในการประกอบโครมาติน ที่ ปิดเสียงการถอดรหัส ที่ HML และ HMR โดยการดึง โปรตีนปิดเสียง Sir1 ไปยังตัวปิดเสียง HML และ HMR ^{[ 7 ] [ 18 ] [ 19 ]}

ทั้ง Orc1 และ Orc5 จับกับ ATP ได้ แม้ว่าจะมีเพียง Orc1 เท่านั้นที่มีกิจกรรมATPase ^{[ 20 ]}การจับ ATP ของ Orc1 เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการจับ ORC กับ DNA และมีความสำคัญต่อความอยู่รอดของเซลล์^{[ 11 ]}กิจกรรม ATPase ของ Orc1 มีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้าง pre-RC ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}การจับ ATP ของ Orc5 มีความสำคัญต่อความเสถียรของ ORC โดยรวม เฉพาะซับยูนิต Orc1-5 เท่านั้น ที่จำเป็นสำหรับการจับกับต้นกำเนิด Orc6 มีความสำคัญต่อการบำรุงรักษา pre-RC เมื่อก่อตัวขึ้นแล้ว^{[ 24 ]}ปฏิสัมพันธ์ภายใน ORC ชี้ให้เห็นว่า Orc2-3-6 อาจก่อตัวเป็นคอมเพล็กซ์หลัก^{[ 4 ]}รายงานปี 2020 ชี้ให้เห็นว่า ORC ของยีสต์ที่กำลังแตกหน่อจะเกิดไดเมอร์ในลักษณะที่ขึ้นอยู่กับวงจรเซลล์เพื่อควบคุมการออกใบอนุญาต^{[ 25 ] [ 26 ]}

โปรตีนต่อไปนี้มีอยู่ใน ORC:

อาร์เคียมี ORC เวอร์ชันที่เรียบง่ายกว่า คือ Mcm และด้วยเหตุนี้จึงมี pre-RC ที่รวมกัน แทนที่จะใช้ โปรตีน mcm ที่แตกต่างกันหกชนิด เพื่อสร้างเฮเทอโรเฮกซาเมอร์แบบสมมาตรเทียม หน่วยย่อยทั้งหกใน MCM ของอาร์เคียจะเหมือนกันทั้งหมด โดยปกติแล้วจะมีโปรตีนหลายชนิดที่เป็นโฮโมล็อกกับทั้ง Cdc6 และ Orc1 ซึ่งบางชนิดทำหน้าที่ของทั้งสองอย่าง ต่างจาก Orc ของยูคาริโอต พวกมันไม่ได้สร้างคอมเพล็กซ์เสมอไป อันที่จริงแล้ว พวกมันมีโครงสร้างคอมเพล็กซ์ที่แตกต่างกันเมื่อสร้างขึ้นSulfolobus islandicusยังใช้โฮโมล็อก Cdt1 เพื่อจดจำต้นกำเนิดการจำลองแบบหนึ่งของมัน^{[ 28 ]}

ลำดับการจำลองตัวเองแบบอัตโนมัติ (ARS) ซึ่งค้นพบครั้งแรกในยีสต์ที่กำลังแตกหน่อ เป็นส่วนสำคัญต่อความสำเร็จของ ORC ลำดับ 100-200 bp เหล่านี้ ช่วยอำนวยความสะดวกในการจำลองตัวเองในช่วงระยะ S ARS สามารถวางไว้ที่ตำแหน่งใหม่ใดๆ บนโครโมโซมของยีสต์ที่กำลังแตกหน่อ และจะช่วยอำนวยความสะดวกในการจำลองตัวเองจากตำแหน่งเหล่านั้น ลำดับ 11 bp ที่มีการอนุรักษ์สูง (ที่รู้จักกันในชื่อองค์ประกอบ A ) เชื่อว่าเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของต้นกำเนิดในยีสต์ที่กำลังแตกหน่อ^{[ 27 ]} ORC ถูกระบุครั้งแรกโดยความสามารถในการจับกับองค์ประกอบ A ของ ARS ในยีสต์ที่กำลังแตกหน่อ

เซลล์สัตว์มี ARS เวอร์ชันที่ลึกลับกว่ามาก โดยยังไม่ พบ ลำดับที่อนุรักษ์ไว้ณ ขณะนี้จุดเริ่มต้นของการจำลองแบบจะรวมตัวกันเป็นกลุ่มที่เรียกว่าคลัสเตอร์รีพลิคอน รีพลิคอน ของแต่ละคลัสเตอร์มีความยาวใกล้เคียงกัน แต่คลัสเตอร์แต่ละคลัสเตอร์จะมี รีพลิคอนที่มีความยาวแตกต่างกัน รีพลิคอนเหล่านี้ทั้งหมดมีสารตกค้างพื้นฐานที่คล้ายกันซึ่ง ORC จะจับ ซึ่งในหลายๆ ด้านเลียนแบบองค์ประกอบ A 11bp ที่อนุรักษ์ไว้ คลัสเตอร์ทั้งหมดเหล่านี้จะถูกเปิดใช้งานพร้อมกันในระหว่างเฟส S ^{[ 27 ]}

ORC มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการโหลดคอมเพล็กซ์ MCM ( Pre-RC ) ลงบน DNA กระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับ ORC, Noc3, Cdc6และCdt1 โดยเกี่ยวข้องกับเหตุการณ์การดึงดูดที่ควบคุมด้วย ATPหลายขั้นตอน ขั้นแรก ORC, Noc3p และCdc6จะสร้างคอมเพล็กซ์บนDNA ต้นกำเนิด (ที่ทำเครื่องหมายด้วยบริเวณประเภท ARS) จากนั้นคอมเพล็กซ์ ORC/Noc3/Cdc6 ใหม่จะดึงดูดโมเลกุล Cdt1/Mcm2-7 มายังตำแหน่งนั้น เมื่อคอมเพล็กซ์ ORC/Noc3/Cdc6/Cdt1/Mcm2-7 ขนาดใหญ่ก่อตัวขึ้น โมเลกุล ORC/Noc3/Cdc6/Cdt1 จะทำงานร่วมกันเพื่อโหลดMcm2-7ลงบน DNA โดยการไฮโดรไลซิส ATP โดย Cdc6 กิจกรรมฟอสโฟรีเลชันของ Cdc6 ขึ้นอยู่กับทั้ง ORC และDNA ต้นกำเนิด สิ่งนี้ทำให้Cdt1มีความเสถียรบน DNA ลดลงและหลุดออกจากคอมเพล็กซ์ ส่งผลให้Mcm2-7เข้าไปจับกับ DNA ^{[ 29 ] [ 27 ] [ 30 ] [ 31 ]}โครงสร้างของ ORC, MCM รวมถึงคอมเพล็กซ์ OCCM ระดับกลางได้รับการแก้ไขแล้ว^{[ 32 ]}

แม้ว่า ORC จะประกอบด้วยหน่วยย่อยที่แยกจากกันหกหน่วย แต่พบว่ามีเพียงหน่วยเดียวที่มีความสำคัญ คือ ORC1 การศึกษาในร่างกายแสดงให้เห็นว่าLys -263 และArg -367 เป็นสารตกค้างพื้นฐานที่รับผิดชอบต่อการโหลด ORC อย่างถูกต้อง โมเลกุลเหล่านี้เป็นตัวแทนของ ARS ที่กล่าวถึงข้างต้น^{[ 33 ]} ORC1ทำปฏิกิริยากับATPและสารตกค้างพื้นฐานเหล่านี้เพื่อผูก ORC เข้ากับDNA ต้นกำเนิดมีการกำหนดว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นก่อนการจำลองแบบนาน และ ORC เองก็ผูกติดกับ DNA ต้นกำเนิดแล้วเมื่อ การโหลด Mcm2-7เกิดขึ้น^{[ 31 ]}เมื่อMcm2-7ถูกโหลดครั้งแรก มันจะล้อมรอบ DNA อย่างสมบูรณ์และ กิจกรรม ของเฮลิเคสจะถูกยับยั้ง ในระยะ S คอมเพล็กซ์ Mcm2-7 ทำปฏิกิริยากับโคแฟคเตอร์ ของเฮ ลิ เคส Cdc45และGINSเพื่อแยกสาย DNA เดี่ยว คลายเกลียวต้นกำเนิด และเริ่มการจำลองแบบลงไปตามโครโมโซมเพื่อให้มีการจำลองแบบสองทิศทาง กระบวนการนี้จะเกิดขึ้นสองครั้งที่ต้นกำเนิด เหตุการณ์การโหลดทั้งสองได้รับการไกล่เกลี่ยโดย ORC หนึ่งตัวผ่านกระบวนการที่เหมือนกันกับตัวแรก^{[ 34 ]}

• ไคเนสที่ขึ้นอยู่กับไซคลิน (CDK)
• ไซคลิน
• ดีเอ็นเอเฮลิเคส
• ดีเอ็นเอเอ
• คอมเพล็กซ์ก่อนการจำลองแบบ