8.17 : Restarting Stalled Replication Forks

複製フォークを停止している間、DNAポリメラーゼは新生DNAの合成を停止しますが、ヘリカーゼは解離する前に二本鎖DNAを短時間ほど巻き続けます。次に、複製プロテインA(RPA)は、この過剰な一本鎖DNAを失速したフォークで結合して保護します。

次に、RPAでコーティングされた一本鎖DNAは、Rad9-Rad1-Hus1、または「9-1-1」複合体をリクルートし、ATRの結合を可能にします。ATR結合はChk1とChk1のリン酸化を引き起こし、次にホスファターゼCdc25をリン酸化します。リン酸化は、Cdc25が細胞周期調節タンパク質Cdk1からのさらなるリン酸塩を受け入れることができないことを意味し、したがってCdk1は不活性のままであり、細胞周期は一時停止します。

次に、修復が始まる前に、一本鎖DNA上のRPAをRad51という組換えタンパク質が置き換えます。次に、フォークの逆転を開始するために、Rad51はDNAにSMARCAL1と呼ばれる酵素をロードし、アニーリングヘリカーゼのように作用して、新しく合成された2本の鎖を置換してくっつけ、鶏の足に似た4方向接合を形成します。このプロセスは、フォーク回帰と呼ばれます。

フォーク回帰を解決するには、2 つの方法があります。1つ目は、BRCA2がニワトリの足の指の間のRad51ヌクレオフィラメントを安定させ、改造されたフォークをヌクレアーゼによる劣化から保護します。これで、新生の遅れ鎖は、親鎖の病変をバイパスして、先行鎖を伸ばすためのテンプレートとして役立つことができます。

最後に、SMARCAL1 は親ストランドを再アニーリングすることにより、回帰フォークを逆にします。ここでは、病変は親鎖に残りますが、テンプレートスイッチにより、複製されたDNAを無傷にすることができます。

フォーク回帰を解決する2番目の方法は、BRCA2の非存在下で発生し、ここでは、4方向の「鶏の足」ジャンクションが構造特異的なエンドヌクレアーゼMus81によって切断され、ジャンクションエンドヌクレアーゼMms4と複合体化されています。この切断により二本鎖の切れ目が生じますが、これは相同組換えによって修復される可能性があります。