Redémarrage des fourches de réplication bloquées

Tout en arrêtant une fourche de réplication, l'ADN polymérase arrête de synthétiser l'ADN naissant. Mais l'hélicase continue à détendre l'ADN double brin pour un court chemin avant de se dissocier. Ensuite, la protéine de réplication A, ou RPA, lie et protège cet excès d'ADN simple brin au niveau de la fourche bloquée.

L'ADN simple brin codé par RPA recrute ensuite le complexe Rad9-Rad1-Hus1, ou 9-1-1, qui active à son tour la liaison d'ATR. La liaison d'ATR déclenche la phosphorylation de CHK1. Et CHK1, à son tour, phosphoryle la phosphatase Cdc25.

La phosphorylation signifie que Cdc25 ne peut pas accepter d'autres phosphates à partir protéine Cdk1, régulateur du cycle cellulaire. Cdk1 reste donc inactif et le cycle cellulaire est mis en pause. Ensuite, avant le début de la réparation, une protéine de recombinaison, appelée Rad51, remplace la RPA sur le ADN simple brin.

Ensuite, pour initier l'inversion de la fourche, Rad51 charge une enzyme, appelé SMARCAL1, sur l'ADN, qui agit comme une hélicase hybride pour déplacer et coller les deux brins nouvellement synthétisés ensemble et former une jonction à quatre voies qui ressemble à un pied de poulet. Ce processus est appelé régression de la fourche. Il y a deux façons de résoudre une régression de la fourche.

Dans la première, BRCA2 stabilise le filament nucléaire Rad51 entre les orteils du pied de poulet et protège la fourche réaménagée contre la dégradation par les nucléases. Maintenant, le brin retardé naissant peut servir de matrice pour étendre le brin avancé, contournant ainsi les lésions sur le brin parental. Enfin, SMARCAL1 inverse la fourche de régression en hybridant les brins parentaux.

Ici, la lésion reste dans le brin parental, mais la commutation de matrice permet à l'ADN répliqué d'être intact. La deuxième façon de résoudre la régression de la fourche se produit en l'absence de BRCA2. Et ici, la jonction de pied de poulet à quatre voies est clivée par l'endonucléase spécifique à la structure, Mus81, complexée avec une endonucléase de jonction, Mms4.

Le clivage génère des cassures à double brin, qui peuvent être réparées par recombinaison homologue.