A recombinação homóloga (HR) repara quebras de fita dupla de DNA principalmente em S/G2, quando uma cromátide irmã está disponível como modelo. Geralmente é mais fiel do que caminhos de junção final, embora nenhum processo de reparo seja literalmente livre de erros. BRCA1, PALB2, BRCA2 e RAD51 atuam em etapas diferentes. A perda da função de HR pode deixar cicatrizes genômicas e criar vulnerabilidade ao inibidor de PARP, mas o 'BRCAness', os resultados do ensaio de HRD e o benefício do tratamento estão relacionados e não são conceitos intercambiáveis.
HR começa com a detecção de DSB por MRN, que recruta ATM e promove a ressecção da extremidade de DNA 5'→3' para gerar saliências de DNA de fita simples 3' (ssDNA). A RPA cobre o ssDNA para evitar a formação de estrutura secundária. BRCA1 (recrutado via cascata de ubiquitina/RAP80) faz a ponte para PALB2, que recruta BRCA2. BRCA2 desloca RPA e carrega monômeros RAD51 em ssDNA, formando um filamento de nucleoproteína. O filamento RAD51-ssDNA realiza invasão da cadeia da cromátide irmã duplex homóloga, usando-a como modelo para síntese precisa de DNA antes da resolução e ligação.
HR começa com a detecção de DSB por MRN, que recruta ATM e promove a ressecção da extremidade de DNA 5'→3' para gerar saliências de DNA de fita simples 3' (ssDNA). A RPA cobre o ssDNA para evitar a formação de estrutura secundária. BRCA1 (recrutado via cascata de ubiquitina/RAP80) faz a ponte para PALB2, que recruta BRCA2. BRCA2 desloca RPA e carrega monômeros RAD51 em ssDNA, formando um filamento de nucleoproteína. O filamento RAD51-ssDNA realiza invasão da cadeia da cromátide irmã duplex homóloga, usando-a como modelo para síntese precisa de DNA antes da resolução e ligação.
Reparo de recombinação homóloga
A proteína de replicação A (RPA) reveste as saliências 3' do ssDNA, prevenindo a estrutura secundária e ativando a ATR quinase. A FC é restrita à fase S/G2 pela fosforilação de CtIP mediada por CDK1/2, garantindo que o modelo da cromátide irmã esteja presente antes do início da FC.
BRCA1 (recrutado via cascata de ubiquitina RNF168 e RAP80) liga-se diretamente a PALB2 através de seu domínio de bobina enrolada. PALB2 atua como uma ponte molecular para BRCA2, co-localizando o BRCA2 com o substrato ssDNA. Este conjunto de três componentes (BRCA1 – PALB2 – BRCA2) é a estrutura central do complexo de reparo de RH.
BRCA2 (com DSS1) desloca RPA do ssDNA e carrega monômeros RAD51 em uma reação dependente de ATP, formando um filamento de nucleoproteína RAD51-ssDNA helicoidal destro. Este filamento tem a capacidade de pesquisar sequências homólogas de DNA duplex em distâncias de megabases.
O filamento RAD51-ssDNA realiza invasão de fita da cromátide irmã intacta na sequência homóloga, formando uma alça de deslocamento (laço D). A extremidade 3 'do ssDNA dentro do loop D serve como iniciador para a síntese de DNA usando a cromátide irmã como modelo livre de erros.
DNA Pol δ/ε estende a fita invadida usando o modelo de cromátide irmã. Após a captura da segunda extremidade (via de reparo de quebra de fita dupla) ou dissolução (recozimento de fita dependente de síntese, SDSA), as junções Holiday são resolvidas por GEN1/MUS81-EME1 ou dissolvidas por BLM-TOP3α-RMI1/2, restaurando a sequência original com alta fidelidade.
Variantes da linha germinativa patogênica em BRCA1, BRCA2 e vários outros genes de reparo podem criar predisposição herdada ao câncer, mas as estimativas de risco diferem por gene, variante, idade, sexo e histórico familiar. Os tumores também podem adquirir alterações somáticas ou silenciamento epigenético que prejudicam a FC. O resultado da cicatriz genômica descreve padrões acumulados ao longo da história do tumor; não é idêntico a uma variante BRCA, não estabelece herança e pode não provar que o HR está atualmente inativo.
A inibição de PARP pode explorar vulnerabilidades associadas à perda de BRCA1/2 e outros defeitos de recombinação homóloga através de inibição catalítica, aprisionamento de PARP e danos associados à replicação. As indicações regulatórias diferem de acordo com tumor, biomarcador, linha germinativa ou estado somático, terapia prévia, configuração de manutenção e combinação. Uma pontuação HRD ou uma alteração ATM por si só não devem ser interpretadas como prova de benefício equivalente nestes ambientes.
Qual é a diferença entre HR e NHEJ para reparo de DSB?
A recombinação homóloga (HR) geralmente usa uma cromátide irmã como modelo e está mais disponível em S/G2. A junção de extremidades não homólogas (NHEJ) liga as extremidades do DNA sem um modelo homólogo e opera de forma mais ampla ao longo do ciclo celular. HR é geralmente de maior fidelidade, enquanto a união final pode alterar a sequência na junção; nenhum dos caminhos é descrito com precisão como infalível em todos os contextos.
O que é o aprisionamento de PARP e por que ele difere da inibição catalítica de PARP?
A inibição catalítica de PARP simplesmente reduz a atividade enzimática de PARP (consumo de NAD+). A captura de PARP - o mecanismo mais citotóxico dos atuais inibidores de PARP - envolve o inibidor estabilizando o complexo PARP1-DNA após a detecção do corte, impedindo a liberação de PARP e criando um 'bloqueio' físico no DNA que é letal quando encontrado por uma bifurcação de replicação. Talazoparibe é o caçador de PARP mais potente; niraparibe e olaparibe possuem aprisionamento intermediário; o veliparib apresenta um fraco aprisionamento, apesar da inibição catalítica.
Compare resultados de BRCA de linha germinativa, alterações de BRCA tumoral ou ATM e testes de HRD de cicatrizes genômicas - e aprenda o que cada descoberta pode e não pode estabelecer.
Compreender o BRCA1 na recombinação homóloga, como as descobertas da linha germinativa e do tumor diferem, o que o HRD pode ou não estabelecer e por que a evidência de PARP é específica do contexto.
Entenda como os genes supressores de tumor — incluindo TP53, BRCA1, PTEN e RB1 — atuam como freios do genoma e o que acontece quando eles são perdidos no câncer.
Como a ATM coordena a resposta ao dano ao DNA, o que significam as alterações da linha germinativa e do tumor e por que a perda de ATM não é intercambiável com a deficiência de BRCA.
Como o reparo de incompatibilidade, a MSI e a síndrome de Lynch se relacionam - e por que a triagem de tumores, os testes de linha germinativa e as evidências de imunoterapia respondem a perguntas diferentes.
Genes de resposta a danos no DNA
Cada célula humana sustenta aproximadamente 70.000 eventos de danos ao DNA por dia, variando de oxidações de bases e replicação e…
Redes Supressoras de Tumor
Os genes supressores de tumor codificam proteínas que restringem ativamente a proliferação celular, promovem o reparo do DNA ou eliminam danos…
Reguladores de Apoptose
A apoptose - morte celular programada - é o mecanismo supressor de tumor final da célula, eliminando células com irreparação…
Caminho de sinalização PI3K/AKT/mTOR
A via PI3K/AKT/mTOR integra sinais de fator de crescimento, nutrientes e energia para regular a sobrevivência, o crescimento e a sobrevivência celular.…
Genes de regulação do ciclo celular
A divisão celular é governada por um oscilador bioquímico construído a partir de quinases dependentes de ciclina (CDKs) e seu regulador de ciclina…
Via de sinalização EGFR–KRAS–BRAF–MEK–ERK no câncer
A via de sinalização de EGFR converte a ligação extracelular de EGF em sinais intracelulares proliferativos e de sobrevivência via…