중단된 복제 포크 다시 시작

복제 포크를 멈추는 동안 DNA 중합효소는 초기 DNA의 합성을 멈추지만, 헬리카제(helicase)는 해리되기 전에 이중 가닥 DNA를 짧은 시간 동안 계속 풀어줍니다. 다음으로, 복제 단백질 A(RPA)는 스톨된 포크에서 이 과도한 단일 가닥 DNA를 결합하고 보호합니다.

그런 다음 RPA 코팅된 단일 가닥 DNA는 Rad9-Rad1-Hus1 또는 "9-1-1" 복합체를 모집하여 ATR의 결합을 가능하게 합니다. ATR 결합은 Chk1 및 Chk1의 인산화를 유발하고, 차례로 인산가수분해효소 Cdc25를 인산화합니다. 인산화는 Cdc25가 세포주기 조절자 단백질 Cdk1로부터 더 이상의 인산염을 받아들일 수 없음을 의미하며, 따라서 Cdk1은 비활성 상태로 유지되고 세포주기는 일시 중지됩니다.

다음으로, 복구가 시작되기 전에 Rad51이라는 재조합 단백질이 단일 가닥 DNA의 RPA를 대체합니다. 그런 다음 포크 반전을 시작하기 위해 Rad51은 DNA에 SMARCAL1라는 효소를 로드하는데, 이 효소는 어닐링 헬리케이스와 같은 역할을 하여 새로 합성된 두 가닥을 대체하고 함께 붙어 닭발을 닮은 4방향 접합을 형성합니다. 이 프로세스를 포크 회귀라고 합니다.

포크 회귀를 해결하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 첫 번째로, BRCA2는 닭발의 발가락 사이에 있는 Rad51 뉴클레오필라멘트를 안정화시키고 뉴클레아제에 의한 분해로부터 리모델링된 포크를 보호합니다. 이제 초기의 후행 가닥은 선행 가닥을 확장하기 위한 주형으로 사용될 수 있으며, 따라서 부모 가닥의 병변을 우회할 수 있습니다.

마지막으로, SMARCAL1는 부모 가닥을 다시 어닐링하여 회귀 분기점을 역전시킵니다. 여기서 병변은 부모 가닥에 남아 있지만 템플릿 스위치를 사용하면 복제된 DNA가 손상되지 않도록 할 수 있습니다.

포크 회귀를 해결하는 두 번째 방법은 BRCA2가 없을 때 발생하며, 여기서 4방향 '닭 발' 연접은 연접 엔도뉴클레아제 Mms4와 복합체를 이룬 구조 특이적 엔도뉴클레아제 Mus81에 의해 절단됩니다. 분열은 이중 가닥 절단을 생성하며, 이는 상동 재조합에 의해 복구될 수 있습니다.