Molecular Cell - Recombination Hotspots and Single-Stranded DNA Binding Proteins Couple DNA Translocation to DNA Unwinding by the AddAB Helicase-Nuclease

Recombination Hotspots and Single-Stranded DNA Binding Proteins Couple DNA Translocation to DNA Unwinding by the AddAB Helicase-Nuclease

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• Graphical Abstract

Molecular Cell, Volume 42, Issue 6, 806-816, 24 June 2011
Copyright © 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.
10.1016/j.molcel.2011.04.012

Authors

Joseph T.P. Yeeles, Kara van Aelst, Mark S. Dillingham, Fernando Moreno-HerreroSee Affiliations

• Hint: Rollover Authors and Affiliations
•  

DNA:Protein Interactions Unit, School of Biochemistry, Medical Sciences Building, University of Bristol, University Walk, Bristol BS8 1TD, UK Department of Macromolecular Structures, Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Darwin 3, Cantoblanco, Madrid 28049, Spain Corresponding author Present address: Molecular Biology Program, Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, 1275 York Avenue, New York, NY 10065, USA These authors contributed equally to this work

• Highlights
• SSB, an essential cofactor for unwinding of Chi-free DNA by a single AddAB enzyme
• Chi recognition activates DNA unwinding via formation of a ssDNA loop
• Coupling between translocation and unwinding in a helicase is a complex parameter
• Unwinding is promoted by intermediates that differ from the classical “Y shape”

Summary

AddAB is a helicase-nuclease that processes double-stranded DNA breaks for repair by homologous recombination. This process is modulated by Chi recombination hotspots: specific DNA sequences that attenuate the nuclease activity of the translocating AddAB complex to promote downstream recombination. Using a combination of kinetic and imaging techniques, we show that AddAB translocation is not coupled to DNA unwinding in the absence of single-stranded DNA binding proteins because nascent single-stranded DNA immediately re-anneals behind the moving enzyme. However, recognition of recombination hotspot sequences during translocation activates unwinding by coupling these activities, thereby ensuring the downstream formation of single-stranded DNA that is required for RecA-mediated recombinational repair. In addition to their implications for the mechanism of double-stranded DNA break repair, these observations may affect our implementation and interpretation of helicase assays and our understanding of helicase mechanisms in general.
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Una secuencia genética permite separar el ADN dañado para repararlo
JANO.es · 28 Junio 2011 11:59

Un estudio descubre que la proteína AddAB, un mecanismo de reparación celular, requiere de la presencia de una pequeña secuencia genética llamada Chi para realizar su trabajo correctamente.
Cualquier corte en una molécula de ADN puede dañar a la célula o desembocar en un proceso cancerígeno al perderse parte de la información genética que almacena.
Un equipo internacional de investigadores, entre los que se encuentra un científico del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha descubierto una nueva estructura que permite que las cadenas de ADN se mantengan separadas para poder ser reparadas. Se trata de una pequeña secuencia genética capaz de mantenerse unida a una proteína mientras ésta se desplaza a lo largo del ADN y separa sus dos hebras. Los resultados del trabajo aparecen en el último número de la revista Molecular Cell.
Cualquier corte en una molécula de ADN puede dañar a la célula o desembocar en un proceso cancerígeno al perderse parte de la información genética que almacena. Para evitarlo, las células emplean potentes mecanismos de reparación que comienzan al intervenir proteínas helicasas (enzimas que separan las hebras del ADN) y nucleasas (enzimas que cortan el ADN). Uno de esos mecanismos es la proteína AddAB, objeto de estudio de estos científicos en la bacteria Bacillus subtilis, un organismo modelo.
“Hemos observado que esta proteína requiere la presencia de una pequeña secuencia genética llamada Chi para realizar su trabajo correctamente. La secuencia se mantiene unida a la proteína mientras ésta se mueve generando una estructura en forma de anillo y manteniendo la separación entre las dos hebras”, explica Fernando Moreno, investigador del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología.
Los investigadores han empleado un microscopio de fuerzas atómicas para observar el comportamiento de AddAB. Hasta ahora se creía que las helicasas se desplazaban a lo largo del ADN separando las hebras de forma permanente. Sin embargo, pueden juntarse de nuevo en ausencia de la secuencia Chi. El mecanismo que emplea AddAB facilita que el desplazamiento (translocación) y la separación ocurran al mismo tiempo.
Molecular Cell (2011); doi: 10.1016/j.molcel.2011.04.012 ►Molecular Cell - Recombination Hotspots and Single-Stranded DNA Binding Proteins Couple DNA Translocation to DNA Unwinding by the AddAB Helicase-Nuclease: "- Enviado mediante la barra Google"
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