BRCA1, BRCA2

BRCA1 (BReast CAncer gene one; Brustkrebsgen 1) befindet sich auf Chromosom 17q21, während BRCA2 (BReast CAncer gene two; Brustkrebsgen 2) auf Chromosom 13q12.3 liegt. Diese Gene spielen eine wichtige Rolle bei Brustkrebs, da Mutationen in diesen beiden Genen für bis zu 10 % aller Brustkrebsfälle verantwortlich sind. Es sind Hunderte von krebsassoziierten Mutationen in BRCA1/2 dokumentiert und sie sind nicht nur für Brust- und Eierstockkrebs spezifisch.

Sowohl BRCA1 als auch BRCA2 sind Tumorsuppressor-Gene und zählen zu den „Caretaker-Genen“. BRCA1 ist sowohl an der Reparatur nicht-homologer Endverbindungen als auch an der homologen Rekombination beteiligt, während BRCA2 nur an der homologen Rekombination beteiligt ist. BRCA1 und BRCA2 arbeiten mit anderen wichtigen Proteinen bei der DNA-Reparatur (in der Regel die Reparatur von Doppelstrangbrüchen) zusammen, z. B. mit KU-Proteinen, die an der nicht-homologen Endverknüpfung beteiligt sind, und mit Rad51-Proteinen, die an der homologen Rekombination beteiligt sind. (Abbildung 1)

Schritte, die bei zwei verschiedenen Strategien zur Reparatur doppelsträngiger DNA auftreten: die nicht-homologe Endverknüpfung oder NHEJ und die homologe Rekombination. Bei der nicht-homologen Endverknüpfung (NHEJ) findet der Erkennungsschritt statt, wenn KU70-Schrägstrich-KU80-Proteine einen Bruch erkennen und die katalytische Untereinheit der DNA-abhängigen Proteinkinase an die Bruchstelle rekrutieren. Der nächste Schritt bei der NHEJ ist die Endprozessierung, an der der MRN-Komplex und die Artemis-Nuklease beteiligt sind. Diese Faktoren arbeiten zusammen, um stumpfe DNA-Enden zu erzeugen. Im letzten Schritt, der Ligation, fügen die DNA-Ligase 4 und ein Ligationsfaktor die beiden stumpfen DNA-Enden zusammen und reparieren den Bruch. Der andere im Schaubild dargestellte Prozess ist die homologe Rekombination (HR). Im ersten Schritt der HR sind MRN- und ATM-Komplexe an der Endresektion an der Stelle des Doppelstrangbruchs beteiligt. Anschließend sind die Proteine RAD51 und RPA an der Stranginvasion, der DNA-Synthese und der Auflösung beteiligt. Bei diesen Schritten wird DNA aus der homologen und intakten Region auf einem Schwesterchromatid als Vorlage für die Reparatur des Doppelstrangbruchs verwendet.

Abbildung 1: Es gibt zwei verschiedene Reparaturwege für Doppelstrangbrüche in der DNA: die nicht homologe Endverknüpfung und die homologe Rekombination.