Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen
DNA-Doppelstrangbrüche können über zwei Hauptwege repariert werden: homologe Rekombination und nicht homologe Endverknüpfung. Bei einfachen Eukaryonten wie Hefe ist die homologe Rekombination der wichtigste Weg, während bei höheren Eukaryonten wie Säugetieren die nich thomologe Endverknüpfung der wichtigste Weg ist.
An der homologen Rekombination sind mehrere Proteine wie Rad52, der MRE11-Rad50-NSB1-Komplex und Rad51 beteiligt. Die homologe Rekombination beinhaltet eine Beziehung zwischen beschädigter DNA und unbeschädigten DNA-Molekülen, mit denen sie Sequenzhomologien teilt. Dieses unbeschädigte DNA-Molekül wird als Vorlage für die DNA-Reparatur verwendet.
Die homologe Rekombination läuft in folgenden Schritten ab:
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Nukleotidrestriktion der geschädigten DNA durch den Komplex MRE11-Rad50-NSB1.
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Bindung der 3er-Einzelstrang-DNA durch den heptameren Ringkomplex, der vom Rad52-Protein gebildet wird.
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Die Wechselwirkung zwischen Rad51 und Rad52 stimuliert die DNA-Strangaustauschaktivität von Rad51.
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Das Rad51-Protein katalysiert den Strangaustausch zwischen der beschädigten DNA und der Vorlagen-DNA und verdrängt dabei einen Strang als D-Schleife.
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Die Polymerase füllt die Lücke der DNA-Doppelstrangbrüche.
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Die entstehenden Strukturen werden durch die sogenannte Holliday-Struktur aufgelöst.
Abbildung 1: Diagramm der homologen Rekombination