CoachUma quebra de fita dupla secciona o cromossomo e não deixa fita intacta a copiar. Duas vias a reparam. A junção de extremidades não homólogas (NHEJ): o anel Ku70–Ku80 liga cada extremidade, recruta a cinase DNA-PKcs, nucleases aparam as pontas salientes e a ligase IV une as extremidades; funciona em qualquer etapa do ciclo e em minutos, mas perde ou acrescenta alguns nucleotídeos na junção e pode unir as extremidades erradas. A recombinação homóloga (HR): o complexo MRN e nucleases ressecam as fitas 5 para deixar longas caudas 3 de fita simples, que são recobertas pela RPA e depois, com a ajuda da BRCA2, pela recombinase Rad51; o filamento de Rad51 procura um dúplex homólogo — a cromátide irmã, em S e G2 —, invade-o, e a extremidade 3 invasora inicia a síntese sobre a cópia intacta. As moléculas conjuntas podem ser dissolvidas após uma síntese curta (a maior parte do reparo mitótico, sem troca do DNA flanqueador) ou amadurecer em duas junções de Holliday de quatro braços, cuja resolução por endonucleases dá ou um produto com permuta ou um sem ela. A HR é acurada porque copia uma irmã, mas só está disponível quando existe uma irmã.
Exemplos
Exemplo 3.9 (Por que o xeroderma é uma doença da forquilha)
Uma dose de sol deixa dímeros de pirimidina num queratinócito. Com uma meia-vida de excisão de nucleotídeos de () e uma forquilha que chega após , dímeros ainda estão lá para ser copiados; com o reparo quase ausente de uma célula XP (), são . Cada dímero encontrado pela forquilha é contornado pela síntese translesão (adiante), que é propensa a erro: a carga de mutação do paciente por divisão é quinze vezes a normal, e os cânceres de pele vêm na infância. A cura que funciona é manter pequeno — a evitação total da luz ultravioleta.
Exemplo 3.13 (Letalidade sintética: BRCA e PARP)
As mulheres que herdam uma cópia defeituosa de BRCA1 ou de BRCA2 têm um risco de câncer de mama ao longo da vida de ; os tumores surgem em células que perderam a segunda cópia e já não conseguem fazer recombinação homóloga. Tais células reparam suas quebras de fita dupla apenas por junção de extremidades e acumulam rearranjos. Elas também adquirem uma fraqueza específica. As quebras de fita simples, umas por dia, são reparadas por uma rota que precisa da enzima PARP; quando a PARP é inibida por um fármaco, as quebras de fita simples persistem até a fase S, em que uma forquilha converte cada uma numa quebra de fita dupla com apenas uma extremidade — reparável só por recombinação. Uma célula normal, com um alelo BRCA bom, dá conta; a célula tumoral morre. Dois defeitos, inócuos isoladamente, são letais juntos: o fármaco mata por letalidade sintética e poupa as demais células da paciente.