상동재조합

DNA 복제의 필수 요건은 유전 물질의 무결성을 유지하는 것입니다. 이러한 이유로 이중 가닥 절단은 상동 재조합에 의해 우선적으로 복구되며 일반적으로 두 딸 DNA 분자가 근접할 때 DNA 합성 후에 수행되며 하나는 다른 하나의 복구를 위한 주형 역할을 할 수 있습니다.

진핵생물에서 특수한 뉴클레아제로 구성된 MRN이라는 단백질 복합체는 말단이 서로 묶여 있는 동안 DNA의 손상된 말단을 분해합니다. DNA는 3' OH 말단을 가진 3-4개의 뉴클레오티드의 단일 가닥 돌출부로 남아 있습니다. 이 단일 가닥 절편은 원핵 단백질 RecA의 상동체인 Rad51이 ATP에 의해 활성화되고 필라멘트를 형성하는 DNA에 결합할 때까지 RPA 단백질에 의해 안정화됩니다.

필라멘트에서 DNA는 뉴클레오티드의 삼중항으로 존재하며, 여기서 DNA 골격은 인접한 삼중항 사이에서 풀립니다. 이 DNA-단백질 필라멘트는 손상되지 않은 주형 DNA를 늘리고 불안정하게 만들어 자매 염색체의 이중 DNA에 결합하므로 두 가닥을 쉽게 분리할 수 있고 끊어진 가닥이 가닥 침입으로 알려진 과정에서 주형에 결합을 시도할 수 있습니다.

침입하는 가닥은 3개의 뉴클레오티드 블록에서 염기쌍을 형성하려고 시도함으로써 게놈 DNA에서 손상되지 않은 상동 염기서열을 검색합니다. 염기쌍이 일치하지 않으면 침입하는 DNA는 해리되어 다른 상동 영역을 찾습니다. 침입하는 가닥에서 하나의 삼중항이 주형과 일치하면 다음 3개의 뉴클레오티드가 샘플링됩니다.

염기서열이 최소 5개의 삼중항 스트레치에 대해 일치하면 침입된 가닥을 주형으로 사용하는 DNA 중합효소와 함께 변위 루프 구조가 형성됩니다.

그 후, 헬리카제는 코팅되지 않은 손상된 가닥과 기저쌍을 이루는 현재 확장된 침입 가닥을 대체합니다. 다음으로, 두 번째 손상된 가닥은 또 다른 DNA 합성을 위해 주형 DNA의 상보적 가닥에 어닐링됩니다. 마지막으로, 자매 가닥이 해리되고 DNA 리가아제가 흠집을 밀봉하여 복구된 나선을 복원하고 손상되지 않은 염색체의 정확한 복구를 보장합니다.