Участие ДНК-топоизомераз в клеточных процессах: рекомбинация ДНК
Топологические проблемы разделения хромосом после репликации тесно связаны с проблемами, возникающими при рекомбинации ДНК. Если во время мейоза образование структур Холлидея необходимо для разделения гомологичных хромосом, и разрешение этих структур в половине случаев приводит к образованию кроссоверных продуктов, то при митотических делениях разрешение структур Холлидея происходит с минимальным образованием кроссоверных продуктов без участия белков гомологичной рекомбинации [ 82 ]. Судя по всему, топоизомеразы IA в комплексе с хеликазами семейства RecQ являются специальной системой, позволяющей клетке устранять двойные структуры Холлидея без привлечения ферментов гомологичной рекомбинации и без образования кроссоверных продуктов. Отсутствие хеликаз RecQ или топоизомеразы III приводит к повышенной частоте кроссинговеров, генетической нестабильности и образованию опухолей . Напомним, что такой же комплекс топоизомеразы IA и хеликазы RecQ по-видимому участвует в разрешении интермедиатов репликации, состоящих из двух столкнувшихся вилок (см. выше). Многочисленные генетические и биохимические данные, указывают на взаимодействие топоизомеразы III дрожжей с хеликазой из семейства RecQ Sgs1 . Третий партнер топоизомеразы III и Sgs1 - белок Rmi1 . Rmi1 стимулирует связывание топоизомеразы с одноцепочечной ДНК, одновременно облегчая связывание топоизомеразы с Sgs1 и взаимодействие хеликазы с ДНК [ 83 ]. Комплекс Top3-Sgs-Rmi1 необходим для установления когезии сестринских хроматид [ 84 ]. Человеческая топоизомераза IIIальфа способна катализировать разрешение структур Холлидея in vitro, при этом ее активность специфически стимулируется белками BLM [ 85 ] (хеликаза семейства RecQ, участвующая в процессах репарации) и RMI1 [ 86 ]; аналогичные результаты были получены для топоизомеразы I дрозофилы [ 87 ]. Цитогенетические эксперименты на мышах также свидетельствуют в пользу того, что топоизомераза IIIбета участвует в разрешении образовавшихся после рекомбинации структур Холлидея [ 88 ].
