endodesoxirribonucleasa de unión cruzada

La endodesoxirribonucleasa de la unión de entrecruzamiento , también conocida como resolvasa de la unión de Holliday , endonucleasa de la unión de Holliday, endonucleasa de escisión de la unión de Holliday, endorribonucleasa de resolución de la unión de Holliday , endorribonucleasa de la unión de entrecruzamiento y endonucleasa de corte cruciforme , es una enzima implicada en la reparación del ADN y la recombinación homóloga . Específicamente, realiza una escisión endonucleolítica que da lugar a un entrecruzamiento monocatenario entre dos moléculas de ADN homólogas en la unión de Holliday para producir productos de ADN recombinante para la segregación cromosómica. Este proceso se conoce como resolución de la unión de Holliday.

La unión de Holliday es una estructura que se forma durante la recombinación genética y une dos moléculas de ADN de doble cadena con un entrecruzamiento de cadena simple, que se forman durante la recombinación mitótica y meiótica . ^{[ 1 ]} Las endodesoxirribonucleasas de la unión de entrecruzamiento catalizan la resolución de la unión de Holliday, que es la formación de moléculas de ADN recombinante separadas y la separación cromosómica después del evento de entrecruzamiento en la unión de Holliday. ^{[ 2 ]} Se han identificado endodesoxirribonucleasas de la unión de entrecruzamiento con función de resolución de la unión de Holliday en los tres dominios de la vida: bacterias , arqueas y eucariotas . RuvC en bacterias, CCE1 en Saccharomyces cerevisiae , ^{[ 1 ]} y GEN1 en humanos ^{[ 3 ]} son ​​todas endodesoxirribonucleasas de la unión de entrecruzamiento que realizan la resolución de la unión de Holliday. La resolución de la unión de Holliday catalizada por la endodesoxirribonucleasa de la unión de entrecruzamiento se muestra en la figura siguiente.

Las endodesoxirribonucleasas de las uniones de entrecruzamiento también desempeñan funciones clave en la reparación del ADN . Durante el crecimiento celular y la meiosis , suelen producirse roturas de doble cadena del ADN (DSB), que normalmente se reparan mediante recombinación homóloga. ^{[ 5 ]} Dado que las endodesoxirribonucleasas de las uniones de entrecruzamiento realizan la resolución de la unión de Holliday, un paso crucial de la recombinación homóloga, participan en la reparación de las DSB.

E. coli RuvC , una endodesoxirribonucleasa de unión cruzada, es una proteína pequeña de aproximadamente 20 kD, y su forma activa es un dímero que requiere y se une a un ion magnesio [1]. RuvC es un sándwich alfa-beta de 3 capas con una lámina beta entre 5 hélices alfa ^{[ 6 ]} . La enzima contiene dos canales de unión que contactan con los esqueletos de la unión de Holliday a través de siete nucleótidos . ^{[ 7 ]} También se ha identificado una enzima resolvasa de la unión de Holliday en arqueas en células de Pyrococcus furiosus ; está codificada por un gen llamado hjc y está compuesta por 123 aminoácidos ^{[ 8 ]} .

A continuación se muestra una figura de Thermus thermophilus RuvC en complejo con una unión de Holliday.

Estas enzimas son altamente selectivas para el ADN ramificado, aunque se produce un ajuste inducido en la formación del complejo enzima-sustrato (resolvasa-unión de Holliday). ^{[ 9 ]} Aún se desconoce mucho sobre el mecanismo de acción exacto, pero se sabe que las bacterias, los bacteriófagos y las arqueas catalizan la resolución de la unión de Holliday introduciendo muescas simétricas a través de la unión de Holliday ^{[ 10 ]} . El análisis de las endodesoxirribonucleasas de la unión de entrecruzamiento de bacteriófagos (endonucleasa I T7), bacterias (RuvC), hongos (GEN1) y humanos (hMus81-Eme1) ha revelado que las enzimas funcionan en dímeros, ^{[ 11 ]} y parte de la reacción de resolución tiene lugar en un intermedio enzima-sustrato parcialmente disociado. ^{[ 12 ]}

Después de una búsqueda de 20 años, en 2008, se identificó finalmente una endodesoxirribonucleasa de unión de entrecruzamiento humana, GEN1 ^{[ 13 ]} . GEN1 realiza funciones similares y opera mediante mecanismos similares a los de la endodesoxirribonucleasa de unión de entrecruzamiento estudiada previamente en bacterias, arqueas y otros eucariotas ^{[ 13 ]} . Se cree que la enzima desempeña un papel en el síndrome de Bloom . Se ha propuesto que el síndrome de Bloom implica la inducción de DSB a través de una resolvasa de unión de Holliday no identificada ^{[ 14 ]} . También se ha demostrado que la sobreexpresión de la función de la resolvasa de unión de Holliday está correlacionada con cánceres que sobreexpresan RAD51 ^{[ 15 ]} .

• Endodesoxirribonucleasa de unión cruzada en los Encabezamientos de Materia Médica (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.