สิ่งมีชีวิตยูคาริโอตมีโปรตีน SMC อย่างน้อยหกชนิดในสิ่งมีชีวิตแต่ละตัว และพวกมันก่อตัวเป็นเฮเทอโรไดเมอร์ที่แตกต่างกันสามแบบซึ่งมีหน้าที่เฉพาะ:

• SMC1-SMC3 : SMC1 และ SMC3 คู่หนึ่งประกอบเป็นหน่วยย่อยหลักของ คอมเพล็กซ์ โคฮีซินที่เกี่ยวข้องกับการยึดเกาะของซิสเตอร์โครมาทิด^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

• SMC2-SMC4 : SMC2 และ SMC4 คู่หนึ่งทำหน้าที่เป็นแกนหลักของ คอมเพล็กซ์ คอนเดน ซิน ที่เกี่ยวข้องกับการควบแน่นของโครโมโซม^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

• SMC5-SMC6 : SMC5 และ SMC6 คู่หนึ่งทำหน้าที่เป็นส่วนหนึ่งของคอมเพล็กซ์ที่ยังไม่ได้ตั้งชื่อซึ่งเกี่ยวข้องกับการซ่อมแซม DNAและการตอบสนองจุดตรวจสอบ^{[ 14 ]}

การจับคู่ของโปรตีน SMC ในยูคาริโอต ได้แก่ SMC1-SMC3, SMC2–SMC4 และ SMC5–SMC6 มีความเฉพาะเจาะจงและไม่เปลี่ยนแปลงสูง ยังไม่มีรายงานข้อยกเว้นสำหรับชุดค่าผสมเหล่านี้จนถึงปัจจุบัน การเปรียบเทียบลำดับเผยให้เห็นว่า SMC1 และ SMC4 เช่นเดียวกับ SMC2 และ SMC3 มีความคล้ายคลึงกันสูง ในขณะที่ SMC5 และ SMC6 ก่อตัวเป็นกลุ่มที่แตกต่างกันมากขึ้น (รูปที่ 1) ^{[ 15 ]}มีการตั้งสมมติฐานว่าบรรพบุรุษร่วมสุดท้ายของยูคาริโอต (LECA) มีโปรตีน SMC ทั้งหกชนิด ในขณะที่ SMC1–4 ได้รับการอนุรักษ์ไว้ในสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตที่รู้จักทั้งหมด แต่บางสายพันธุ์ (เช่นซิลิเอตTetrahymena thermophila ) ได้สูญเสีย SMC5 และ SMC6 ไปในระหว่างวิวัฒนาการ^{[ 16 ] [ 17 ]}ซึ่งบ่งชี้ว่าคอมเพล็กซ์ SMC5/6 อาจไม่จำเป็นอย่างเคร่งครัดต่อความอยู่รอดของเซลล์ยูคาริโอต

นอกจากชนิดย่อยทั้งหกแล้ว สิ่งมีชีวิตบางชนิดยังมีโปรตีน SMC ที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมี SMC1 ที่แตกต่างกันเฉพาะในกระบวนการแบ่งเซลล์แบบ ไมโอซิสซึ่งรู้จักกันในชื่อ SMC1β ^{[ 18 ]}หนอนตัวกลมCaenorhabditis elegansมี SMC4 ที่แตกต่างกันซึ่งมีบทบาทเฉพาะในการชดเชยปริมาณ^{[ 19 ]}

ตารางต่อไปนี้แสดงชื่อโปรตีน SMC สำหรับสิ่งมีชีวิตจำลองและสัตว์มีกระดูกสันหลังหลายชนิด: ^{[ 20 ]}

ต้นกำเนิดวิวัฒนาการของโปรตีน SMC นั้นเก่าแก่มาก และโฮโมล็อกได้รับการอนุรักษ์อย่างกว้างขวางทั้งในแบคทีเรียและอาร์เคีย^{[ 16 ]}

• SMC (แบบมาตรฐาน): แบคทีเรียหลายชนิด (เช่นBacillus subtilis ) และอาร์เคียมีโปรตีน SMC มาตรฐานที่คล้ายคลึงกับคู่ของยูคาริโอตอย่างใกล้ชิด^{[ 25 ]} SMC ของแบคทีเรียและอาร์เคียเหล่านี้ก่อตัวเป็นโฮโมไดเมอร์และเชื่อมโยงกับหน่วยย่อยควบคุมเพื่อสร้างคอมเพล็กซ์คล้ายคอนเดนซิน SMC-ScpABมีสมมติฐานว่าบรรพบุรุษของยูคาริโอต (น่าจะเป็นอาร์เคีย Asgard ) มีโปรตีน SMC สองประเภท ได้แก่ SMC มาตรฐาน (SMC ^c ) และ SMC ที่ไม่ใช่มาตรฐาน (SMC ^nc ) การจำลองยีนของบรรพบุรุษทั้งสองประเภทนี้เชื่อว่าทำให้เกิด SMC ย่อยหกกลุ่มที่มีอยู่ในบรรพบุรุษร่วมของยูคาริโอตสุดท้าย (LECA): SMC1–4 วิวัฒนาการมาจากสายพันธุ์มาตรฐาน ในขณะที่ SMC5 และ SMC6 วิวัฒนาการมาจากสายพันธุ์ที่ไม่ใช่มาตรฐาน (รูปที่ 1) ^{[ 16 ]}

• MukB : ในแบคทีเรีย γ-proteobacteria บางชนิด รวมถึงEscherichia coliหน้าที่ของ SMC ดำเนินการโดยโปรตีนที่เกี่ยวข้องห่างไกลที่เรียกว่า MukB ^{[ 26 ]} MukB ยังสร้างโฮโมไดเมอร์และร่วมกับหน่วยย่อยควบคุมประกอบเป็น คอมเพล็กซ์ MukBEFซึ่งทำ หน้าที่คล้าย คอนเดนซินในการจัดระเบียบโครโมโซมของแบคทีเรีย

• MksB /JetC/EptC: โปรตีน SMC ชนิดที่สามของโปรคาริโอตที่รู้จักกันในชื่อ MksB ได้รับการระบุในแบคทีเรียบางสายพันธุ์ เช่นเดียวกับ MukB, MksB สร้าง คอมเพล็กซ์คล้าย คอนเดนซิน ที่มีความสัมพันธ์ห่างไกลกัน คือ MksBEF ^{[ 27 ]}เมื่อไม่นานมานี้ คอมเพล็กซ์แบบแปรผันที่เรียกว่าMksBEFGซึ่งรวมถึงหน่วยย่อยนิวคลีเอส MksG ได้รับการแสดงให้เห็นว่าทำหน้าที่ในการป้องกันพลาสมิด^{[ 28 ] [ 29 ]}ในสายพันธุ์แบคทีเรียอื่นๆ ระบบออร์โธล็อกัสได้รับการระบุ รวมถึง JetABCD ^{[ 30 ] [ 31 ]}และ EptABCD ^{[ 32 ]}ระบบเหล่านี้โดยรวมเรียกว่า ตระกูล Wadjetของคอมเพล็กซ์คล้าย SMC

ในความหมายที่กว้างขึ้น โปรตีนหลายชนิดที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกับ SMC ถือเป็นสมาชิกของซูเปอร์แฟมิลี SMC

• ในยูคาริโอตRad50เป็นโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ SMC ที่รู้จักกันดีซึ่งมีส่วนร่วมในการซ่อมแซม DNA ที่มีรอยแตกสองสาย^{[ 33 ]}

• ในแบคทีเรีย โปรตีนหลายชนิดที่เกี่ยวข้องกับการซ่อมแซม DNA ก็เป็นของตระกูล SMC ที่ขยายออกไปเช่น^{กันรวมถึง} SbcC [ ^{34 ]} RecF [ ^{35 ]}และRecN [ ^{36 ]}

• ในอาร์เคีย มีการระบุกลุ่มย่อยที่เรียกว่าโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ SMC เฉพาะอาร์เคีย ( ASRPs ) ^{[ 37 ]}โปรตีนอาร์เคียที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ เช่น Sph1/2 ^{[ 38 ]}และ ClsN (หรือที่รู้จักกันในชื่อcoalescin ) ^{[ 39 ] [ 40 ]}ในปัจจุบันถือว่าเป็นสมาชิกของกลุ่มย่อย ASRP นี้

โปรตีน SMC มีความยาว 1,000-1,500 กรดอะมิโน มีโครงสร้างแบบโมดูลาร์ที่ประกอบด้วยโดเมนดังต่อไปนี้:

• โมทีฟการจับ ATP ของวอล์คเกอร์
• บริเวณ ขดเกลียว I
• บริเวณบานพับ
• บริเวณขดเกลียว II
• ลวดลายการจับ ATP ของWalker B ; ลวดลายที่เป็นเอกลักษณ์

ไดเมอร์ SMC ก่อตัวเป็นโมเลกุลรูปตัว V ที่มี แขน ขดเกลียว ยาวสองแขน (รูปที่ 4) ^{[ 44 ] [ 45 ]}เพื่อสร้างโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์เช่นนี้ โปรโตเมอร์ SMC จะพับตัวเองผ่าน ปฏิกิริยา ขดเกลียว แบบขนานตรงข้าม ทำให้เกิดโมเลกุลรูปแท่ง ที่ปลายด้านหนึ่งของโมเลกุล โดเมนปลาย N และปลาย C จะก่อตัวเป็น โดเมนที่จับกับ ATPปลายอีกด้านหนึ่งเรียกว่าโดเมนบานพับ จากนั้นโปรโตเมอร์สองตัวจะรวมตัวกันเป็นไดเมอร์ผ่านโดเมนบานพับและประกอบเป็นไดเมอร์รูปตัว V ^{[ 46 ] [ 47 ]}ความยาวของแขนขดเกลียวอยู่ที่ประมาณ 50  นาโนเมตร ขดเกลียวแบบ "ขนานตรงข้าม" ที่ยาวเช่นนี้หายากมากและพบได้เฉพาะในโปรตีน SMC (และญาติของมัน เช่น Rad50) โดเมนจับ ATP ของโปรตีน SMC มีโครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับโดเมนจับ ATP ของตัวขนส่ง ABCซึ่งเป็นโปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์ขนาดใหญ่ที่ทำหน้าที่ขนส่งโมเลกุลขนาดเล็กผ่านเยื่อหุ้มเซลล์อย่างกระฉับกระเฉง เชื่อกันว่าวัฏจักรการจับและการไฮโดรไลซิส ของ ATP จะปรับเปลี่ยนวัฏจักรการปิดและเปิดของโมเลกุลรูปตัว V อย่างไรก็ตาม กลไกการทำงานโดยละเอียดของโปรตีน SMC ยังคงต้องได้รับการศึกษาเพิ่มเติม

การก่อตัวของโปรตีนคอมเพล็กซ์ SMC เกี่ยวข้องกับการรวมตัวของไดเมอร์ SMC กับซับยูนิตที่ไม่ใช่ SMC (รูปที่ 4) ขั้นแรก โดเมน N-terminal ของซับยูนิต kleisin จะจับกับบริเวณคอ (ส่วนหนึ่งของ coiled coil ใกล้กับโดเมนหัว) ของโปรตีน SMC ตัวหนึ่ง^{[ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]}ในขณะที่โดเมน C-terminal จะจับกับบริเวณหมวก (ส่วนหนึ่งของโดเมนหัว) ของซับยูนิต SMC อีกตัวหนึ่ง^{[ 51 ] [ 50 ]}ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ส่งผลให้เกิดโครงสร้างคล้ายวงแหวน ผลที่ตามมาคือ ไตรเมอร์ SMC–kleisin จะมีการจัดเรียงแบบไม่สมมาตร ดังนั้น ซับยูนิต SMC ที่จับกับโดเมน N-terminal ของ kleisin บางครั้งเรียกว่า ν-SMC ในขณะที่ซับยูนิตที่จับกับโดเมน C-terminal เรียกว่า κ-SMC สุดท้ายนี้ ซับยูนิต HEAT-repeat สองหน่วย (หรือซับยูนิต KITE สองหน่วย ขึ้นอยู่กับคอมเพล็กซ์) จะเชื่อมต่อกับบริเวณตรงกลางของไคลซิน ทำให้การประกอบเป็นโฮโลคอมเพล็กซ์เสร็จสมบูรณ์ MukBEF และ JetABC สร้างโครงสร้างระดับสูงขึ้นผ่านการเกิดไดเมอร์โดยมีซับยูนิตไคลซินเป็นตัวกลาง ซึ่งโครงสร้างนี้มักเรียกว่า "ไดเมอร์ของไดเมอร์" (รูปที่ 3)