2) репарация ошибок репликации ДНК
3) эксцизионная
4) прямая
Правильный ответ — рекомбинационная репарация. При двунитевом разрыве ДНК обе комплементарные цепи повреждены, поэтому восстановление требует использования неповреждённой гомологичной последовательности в качестве матрицы. При гомологичной рекомбинации концы разрыва подвергаются процессингу, образуется 3′-одноцепочечный участок, на который с участием белков BRCA1/2 и RAD51 происходит поиск гомологичной последовательности сестринской хроматиды. Затем выполняются инвазия цепи, синтез ДНК и восстановление целостной молекулы с высокой точностью.
Наиболее активно этот механизм функционирует в S- и G2-фазах клеточного цикла, когда доступна сестринская хроматида. В современной классификации двунитевые разрывы также устраняются негомологичным соединением концов (NHEJ), особенно в G1-фазе; однако этот путь не использует матрицу и может сопровождаться небольшими делециями или вставками. В тестовой классификации именно рекомбинационная репарация рассматривается как механизм, восстанавливающий двунитевые повреждения с сохранением исходной нуклеотидной последовательности.
Репарация ошибок репликации исправляет неспаренные основания и небольшие инсерционно-делеционные петли, эксцизионные пути удаляют повреждённые основания или участки нуклеотидной цепи, а прямая репарация химически обращает отдельные модификации без вырезания нуклеотидов. Поэтому перечисленные процессы имеют иной субстрат и не являются основным ответом на двунитевой разрыв.
| Механизм репарации | Основной тип повреждения | Ключевые особенности | Точность и клеточный цикл |
|---|---|---|---|
| Гомологичная рекомбинация | Двунитевые разрывы, повреждения репликационных вилок | Использование сестринской хроматиды; белки BRCA1/2, RAD51 | Высокая точность; преимущественно S–G2-фазы |
| Негомологичное соединение концов | Двунитевые разрывы | Прямое соединение концов при участии Ku70/80, DNA-PKcs и ДНК-лигазы IV | Быстрый путь; возможны небольшие инсерции и делеции, особенно в G1 |
| Репарация ошибок репликации | Неспаренные основания, короткие петли инсерций и делеций | Распознавание ошибок белками MSH и последующее удаление участка с участием MLH/PMS | Пострепликативная коррекция; не устраняет полноценный двунитевой разрыв |
| Эксцизионная репарация оснований | Небольшие химически изменённые основания | ДНК-гликозилаза удаляет основание, затем апуриновый участок заполняется | Обычно восстанавливается один нуклеотид |
| Эксцизионная репарация нуклеотидов | Объёмные аддукты, тиминовые димеры и другие искажения двойной спирали | Удаляется короткий олигонуклеотидный фрагмент; участвуют XPC и комплекс TFIIH | Восстанавливает локальное повреждение одной цепи |
| Прямая репарация | Отдельные химические модификации оснований | Например, MGMT переносит метильную группу с O6-метилгуанина на собственный активный центр | Повреждение исправляется без вырезания нуклеотида; двунитевые разрывы не устраняет |
Нарушение гомологичной рекомбинации приводит к хромосомной нестабильности и характерно для дефектов генов BRCA1, BRCA2 и ряда других компонентов пути. В лабораторной генетике оценивают герминальные и соматические патогенные варианты этих генов, а также признаки дефицита гомологичной рекомбинации в опухоли. Выявление такого дефекта имеет прогностическое и предиктивное значение, в частности при рассмотрении терапии ингибиторами PARP. Потеря точного восстановления двунитевых разрывов повышает зависимость опухолевых клеток от альтернативных путей репарации и создаёт основу для терапевтической синтетической летальности.