MCM27HelikaseKomplexe

MCM2-7 Helikase-Komplexe sind zentrale enzymatische Komponenten der DNA-Replikation in eukaryoten. Sie bestehen aus den sechs Untereinheiten MCM2, MCM3, MCM4, MCM5, MCM6 und MCM7, die gemeinsam als heterohexamer auftreten. Zusammen bilden sie den Kern der replizativen Helikase und tragen wesentlich zur Auflösung der DNA-Doppelhelix bei. In der Zelle sind die MCM2-7 als Bestandteil des CMG-Komplexes (Cdc45-MCM2-7-GINS) aktiv, der die aktive Helikasen-Funktion ausführt.

Struktur und Laden: Die MCM2-7-Untereinheiten besitzen jeweils N-terminal wirkende Domänen und C-terminal angeordnete AAA+-ATPase-Domänen, die eine zentrale Kanalbildung ermöglichen, durch den DNA verläuft. Im G1-Phasenzyklus werden MCM2-7 als Doppel-Helikase um doppelsträngige DNA am Ursprung gelegt, ein Prozess, der durch ORC, Cdc6 und Cdt1 vermittelt wird und die Lizenzerneuerung der Replikationsursprünge sicherstellt.

Aktivierung: In S-Phase erfolgt die Aktivierung durch Phosphorylierungen durch CDKs und DDKs, wodurch weitere Faktoren wie Cdc45 und GINS assoziieren und der CMG-Komplex entsteht. Der CMG-Komplex fungiert als aktivere Helikase, die DNA in 3'-zu-5' Richtung auf der Matrize entwindet und ATP-Hydrolyse durch die AAA+-Domänen benötigt.

Funktion und Bedeutung: MCM2-7-Helikasen treiben Fork-Progessionen voran und arbeiten eng mit anderen Replikationsproteinen zusammen, um Replikationsfehler zu verhindern. Ihre ordnungsgemäße Regulation ist essenziell für die Genomstabilität; Fehlregulation oder Mutationen können zu Replikationsstress und Krankheiten wie Krebs beitragen. Die Komplexe sind weitgehend in Eukaryoten erhalten, wobei archäische MCM-Homologe in anderen Organismen existieren.