Cohesineeiwitcomplexen

Cohesineeiwitcomplexen zijn ringvormige eiwitcomplexen die de cohesie tussen zusterchromatiden handhaven tijdens de celcyclus, met name vanaf de S-fase tot aan de anafase.

Samenstelling en structuur: de kern bestaat uit Smc1 en Smc3 die samen een V-vormige dimer vormen, verbonden door de kleisin subeenheid Rad21 (Scc1). Daaraan zijn regulatorische subunits SA1/SA2 (Scc3) bevestigd. Het geheel vormt een ring die DNA kan omringen en zo de twee zusterchromatiden bij elkaar houdt.

Functies: cohesineeiwitcomplexen zorgen voor cohesie van zusterchromatiden, wat cruciaal is voor een correcte mitotische segregatie. Ze spelen ook een rol bij DNA-reparatie, met name bij homologe recombinatie waarbij zusterchromatide-templates worden gebruikt. Daarnaast dragen ze bij aan de ruimtelijke organisatie van chromatineregio’s, waaronder loopvorming en de opbouw van Topologisch geassocieerde domeinen (TADs), mede door interacties met CTCF.

Regulatie en dynamiek: cohesine wordt geladen op DNA door het Scc2/Scc4-ladercomplex (in mensen bekend als NIPBL-MAU2). Tijdens de S-fase vindt acetylatie van Smc3 plaats door Eco1/ESCO1/ESCO2, wat cohesin stabilizeert en vrijgave door WAPL beperkt. Sororin stabiliseert cohesin tijdens de S-fase en vroege mitose; separase leidt bij anafase tot klievingsactiviteit van Rad21 en de scheiding van de zusterchromatiden. Cohesinebindt dynamisch aan chromatinale loci en vertakt op centromeer- en armregio’s, met uiteenlopende regulatie afhankelijk van celtype en fase.

Klinisch belang: mutaties in cohesineiwitcomponenten of regelaars worden geassocieerd met cohesinopathieën zoals Cornelia de Lange-syndroom en met verschillende kankers, waarmee cohesinontwikkelingen een rol spelen in ontwikkeling en genome stability.