Ricombinazione Omologa
La ricombinazione omologa è un meccanismo ad alta fedeltà (privo di errori) utilizzato dalle cellule per riparare le rotture del doppio filamento di DNA (DSB, Double-Strand Breaks).
A differenza della via NHEJ, la ricombinazione omologa richiede obbligatoriamente un filamento stampo omologo intatto. Di conseguenza, questo processo può avvenire esclusivamente durante e dopo la fase S avanzata e nella fase G2 del Ciclo Cellulare, ossia solo dopo che il materiale genetico è stato duplicato e il cromatidio fratello è disponibile nelle immediate vicinanze per fungere da stampo.
Fasi del Processo Molecolare
Il processo si sviluppa attraverso quattro fasi sequenziali e coordinate:
- Maturazione dei Terminali (Resezione): Le estremità dei filamenti rotti vengono parzialmente degradate in modo controllato da specifiche nucleasi. Questa resecazione lascia delle estremità a singolo filamento sporgenti in (3’ single-strand tails).
- Invasione del Filamento: L’estremità sporgente a singolo filamento invade la doppia elica integra del cromatidio fratello. Questa invasione porta alla separazione locale dei filamenti del cromatidio integro, formando una struttura a bolla nota come bolla di invasione (D-loop). Il processo è mediato da proteine ad attività ricombinasica (come Rad51 e Rad52).
- Risintesi: La DNA Polimerasi allunga l’estremità sporgente che ha invaso il cromatidio omologo, sintetizzando nuovo DNA e copiando fedelmente la sequenza dello stampo integro, senza introdurre errori.
- Formazione e Risoluzione della Giunzione di Holliday: L’estensione e il riappaiamento dei filamenti generano un intermedio di struttura incrociata a quattro bracci noto come giunzione di Holliday. Questa giunzione viene successivamente tagliata e risolta da enzimi specifici denominati resolvasi (endonucleasi specializzate), ripristinando la continuità fisica di entrambe le doppie eliche. Il risultato finale è la saldatura fedele del danno, sebbene la molecola possa contenere tratti ricombinati provenienti dal cromatidio fratello.
Correlazioni Cliniche: BRCA1 e BRCA2
I fattori BRCA1 e BRCA2 (Breast Cancer Type 1 and 2) sono oncosoppressori che svolgono un ruolo cruciale nella regolazione e nel reclutamento delle ricombinasi durante la fase di invasione del filamento nella ricombinazione omologa.
- Effetto delle Mutazioni: Mutazioni a carico di BRCA1 o BRCA2 compromettono l’efficienza della ricombinazione omologa. In loro assenza, la cellula è costretta a riparare le rotture a doppio filamento ricorrendo alla via NHEJ, altamente incline a errori.
- Implicazioni Oncologiche: L’accumulo di mutazioni e instabilità genomica derivanti dall’uso di NHEJ predispone fortemente allo sviluppo di carcinomi mammari ed ovarici. Per questo motivo, le mutazioni di BRCA1/2 sono attivamente ricercate in clinica come marcatori diagnostici e prognostici di suscettibilità tumorale.
🔗 Collegamenti
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