rokonmás átrendeződés molekuláris folyamata Egyszerűsítve öt szakaszra bonthatjuk:

• a törés észrevétele és rögzítése,

kép • az átrendezés elindítása,

• az ATM-irányított hibajavítás,

• a tört végek kivágása,

• a hiány kitöltése a bázisok másolódásával.

kép■ A törést az MRN-össztes (MRN nuclease complex) ismeri fel és rögzíti. Az MRN-összes háromféle fehérje (MRE11–RAD50–NBS1) kettőződéséből keletkező hatfehérjés együttes. Két MRE11 fehérjekettőst hoz létre, kötődik az egyik vagy mindkét szálán tört DNS törési helyéhez. A két MRE11 egymástól függetlenül kapcsolódik egy-egy RAD50 és NBS1 fehérjével. Ez teszi lehetővé, hogy a két RAD50 fejrésze társuljon úgy, hogy a két RAD50 fonadékrésze közrefogja a DNS-t, a cinkhorgok pedig összekapcsolódjanak (kis nyíl jelöli). Így rögzül a két DNS-szál, akadályozódik a további szétválás. (Ábra: Teleki Katalin)

kép■ Az átrendeződés elindítása a CtLP kapcsolásával kezdődik: a DNS tört végeit körbevevő MRN-össztes DSB1 tagja kapcsolja a CtLP fehérjét. Ennek következtében megváltozik a MRN szerkezete úgy, hogy az MRE11 a RAD50 fehérjék fejrésze közé kerül, közvetlenül érintkezik a DNS-sel. Ez teszi lehetővé a DNS-végek kivágását. Ha nem a CtLP fehérje kapcsolódik, más hibajavítás következik be. (Ábra: Teleki Katalin)

■ Az 5’-törtvégek kivágása*

a) Az 5’→3’ DNS-szál tört végét az exonukleázok megrövidítik a BRCA1 segítségével. Az MRN-össztes a tört végektől elmozdul 100–200 bázispárnyira, ahol az MRE11 endonukleázként kettévágja a DNS-t, majd visszafordul, és 3’ → 5’ irányú exonukleáz működéssel kivágja egyesével a nukleotidokat. Így az 5’ → 3’ irányú DNS-szálból hiányzik 100–200 bázispár. A kettévágás helyétől egy másik exonukleáz, az EXOL1 vágja a nukleotidokat 5’ → 3’ irányban, meghosszabbítva a hiányzó részt ~1000 bázispárnyira. A DNS-szálnak a két enzim általi kimetszését nevezzük 5’-törtvég-kivágásnak (DNA end resection). Végül az eredeti DNS-szál 3’-vége jóval (~1000 bp) hosszabb lesz, mint a megfelelő másik szál, 3’-túlérés (3’-overhang). A 3’-túlérés kialakításában szerepe van a BRCA1 fehérjének is. Ugyanez a folyamat játszódik le a másik tört végben.

b) A szabaddá vált DNS-szálhoz azonnal kötődnek a RPA (replication protein A) fehérjék. Ezek védik a sérüléstől.

c) Az RPA fehérjéket a RAD51 váltja úgy, hogy a BRCA2 tapad hozzá, és teszi lehetővé RPA–RAD51 cserét. Feltételezhető, hogy a BRCA1-nek ebben is van szerepe. A RAD51-gyel borított DNS-szálat nevezik RAD51 nukleinsavszálnak (RAD51 nucleoprotein filament). A két RAD51 nukleinsavszál bázisai nem felelnek meg egymásnak, ezért nem egyesülhetnek.

kép■ Bázismásolódás, amely a RAD51 nukleinsavszál és a testvérkromatid társulásával következik be a BRCA2 fehérje közreműködésével. A RAD51 fehérje az egyik DNS-kötő helyével kapcsolódik a kiegészítő testvérkromatidhoz, lehetővé téve, hogy a RAD51-nukleinsavszál behatoljon a vele azonos részbe. Ezt nevezik szálbehatolásnak* (strand invasion). A behatolás helyén a testvérkromatidszálak eltávolodnak egymástól, hurok keletkezik; ez a D-hurok (D-loop). A RAD51 fehérje a másik DNS-kötő helyével rögzíti a fonalat, és megindul a DNS másolódása a hiányzó részeknek megfelelően. A RAD51-szálat a testvérkromatidszálról másolva a DNS-polimeráz meghosszabbítja (szálhosszabbítás*, strand extension), amíg a kettétört DNS-szál végek közötti hiány kitelődik. A hosszabbodással párhuzamosan elválik a testvérkromatidszáltól, kisebbedik a D-hurok. d) A kívánt hosszúság elérésével helyreáll a testvérkromatid. A tört DNS-szál meghosszabbított szakasza egyesül az ellenoldali törtvéggel. A kitöltött hiány helyét a piros vonalszakasz jelöli. Ugyanez történik a másik RAD51-nukleinszállal is. A hiba helyreállítását követően a WIP1 fehérje defoszforilezi az ATM-et, valamint az általa foszforilezett fehérjéket, és a sejt visszatér a hiba előtti állapotába.