Reinicio de bifurcaciones de replicación detenidas

Mientras detiene una horquilla de replicación, la ADN polimerasa deja de sintetizar el ADN naciente, pero la helicasa continúa desenrollando el ADN bicatenario durante un corto período de tiempo antes de disociarse. A continuación, la proteína de replicación A, o RPA, se une y protege este exceso de ADN monocatenario en la horquilla estancada.

El ADN monocatenario recubierto de RPA recluta entonces el complejo Rad9-Rad1-Hus1, o "9-1-1", que a su vez permite la unión de ATR. La unión a ATR desencadena la fosforilación de Chk1 y Chk1, a su vez, fosforila la fosfatasa Cdc25. La fosforilación significa que Cdc25 no puede aceptar más fosfatos de la proteína reguladora del ciclo celular Cdk1, por lo que Cdk1 permanece inactiva y el ciclo celular se detiene.

A continuación, antes de que comience la reparación, una proteína de recombinación llamada Rad51 reemplaza a la RPA en el ADN monocatenario. Luego, para iniciar la inversión de la horquilla, Rad51 carga una enzima llamada SMARCAL1 en el ADN, que actúa como una helicasa de recocido para desplazar y unir las dos hebras recién sintetizadas y formar una unión de cuatro vías que se asemeja a una pata de pollo. Este proceso se denomina regresión de bifurcación.

Hay dos maneras de resolver una regresión de bifurcación. En el primero, BRCA2 estabiliza el nucleofilamento Rad51 entre los dedos de la pata de pollo y protege el tenedor remodelado de la degradación por nucleasas. Ahora, la hebra rezagada naciente puede servir como molde para extender la hebra principal, evitando así las lesiones en la hebra parental.

Por último, SMARCAL1 invierte la bifurcación de regresión recociendo las hebras parentales. En este caso, la lesión permanece en la hebra principal, pero el interruptor de plantilla permite que el ADN replicado esté intacto.

La segunda forma de resolver la regresión de la horquilla se produce en ausencia de BRCA2, y aquí la unión de cuatro vías de la "pata de pollo" es escindida por la endonucleasa específica de la estructura Mus81, complejada con una endonucleasa de unión, Mms4. La escisión genera roturas de doble hebra, que pueden ser reparadas por recombinación homóloga.