8.17 : Restarting Stalled Replication Forks

Durante l'arresto di una forcella di replicazione, la DNA polimerasi smette di sintetizzare il DNA nascente, ma l'elicasi continua a svolgere il DNA a doppio filamento per un breve tratto prima di dissociarsi. In seguito, la proteina A di replicazione, o RPA, lega e protegge questo eccesso di DNA a singolo filamento alla forcella bloccata. Il DNA a filamento singolo codificato RPA assume quindi il complesso Rad9-Rad1-Hus1, o 9-1-1, che a sua volta abilita il legame di ATR.

Il legame ATR innesca la fosforilazione di Chk1. Chk1, a sua volta, fosforila la fosfatasi Cdc25. Fosforilazione significa che Cdc25 non può accettare ulteriori fosfati dalla proteina regolatrice del ciclo cellulare CDK1;quindi CDK1 rimane inattivo e il ciclo cellulare è in pausa.

Prima che inizi la riparazione, una proteina di ricombinazione, chiamata Rad51, sostituisce RPA sul DNA a singolo filamento. Per iniziare l'inversione della forcella, Rad51 carica allora sul DNA, un enzima chiamato SMARCAL1, che agisce come un'elicasi di legame per spostare e attaccare i due filamenti di nuova sintesi 00 01 25.710 00:01:29.910 e formano una giunzione a quattro vie che assomiglia ad un piede di pollo. Questo processo è chiamato regressione della forcella.

Ci sono due modi per risolvere una regressione della forcella:nel primo, BRCA2 stabilizza il filamento nucleare Rad51 tra le giunzioni tra le dita del piede di pollo-e protegge la forck rimodellata dallla degradazione delle nucleasi. Ora, il nuovo filamento nascente può servire come modello per estendere il filamento principale, così bypassando le lesioni sul filamento parentale. Infine, SMARCAL1 inverte il fork di regressione riannealing dei filamenti parentali;qui, la lesione rimane nel filamento genitore, ma il commutatore di modello permette al DNA replicato di essere intatto.

Il secondo modo di risolvere la regressione della forcella si verifica in assenza di BRCA2;la giunzione a piede di pollo è scissa dalla struttura specifica endonucleasi, Mus81, e complessata da un'endonucleasi di giunzione, Mms4. La scissione genera rotture a doppio filamento, che possono essere riparate mediante ricombinazione omologa.