Riparazione delle rotture del DNA a doppio filamento
Le rotture del DNA a doppio filamento possono essere riparate attraverso due vie principali: la ricombinazione omologa e la giunzione non omologa delle estremità. Negli eucarioti semplici come i lieviti la ricombinazione omologa rappresenta la via principale, mentre negli eucarioti superiori come i mammiferi il meccanismo principale è la giunzione non omologa delle estremità.
La ricombinazione omologa coinvolge diverse proteine come Rad52, il complesso MRE11-Rad50-NSB1 e Rad51. La ricombinazione omologa si basa sulla relazione tra il DNA danneggiato e le molecole di DNA intatte, con le quali condivide le omologie di sequenza. Una molecola di DNA non danneggiata viene utilizzata come stampo per la riparazione del DNA.
Le fasi della ricombinazione omologa sono le seguenti:
-
Restrizione nucleotidica del DNA danneggiato da parte del complesso MRE11-Rad50-NSB1.
-
Legame dell'estremità 3' del DNA a singolo filamento da parte del complesso ad anello eptamerico formato dalla proteina Rad52.
-
Interazione tra Rad51 e Rad52, che stimola l'attività di scambio dei filamenti di DNA di Rad51.
-
La proteina Rad51 catalizza lo scambio di filamenti tra il DNA danneggiato e il DNA stampo, effettuando lo spostamento dell'ansa (D-loop) di un filamento.
-
La polimerasi riempie gli spazi vuoti causati dalle rotture del doppio filamento di DNA.
-
Le strutture risultanti sono legate da una giunzione di Holliday.
Figura 1: diagramma della ricombinazione omologa.