RecA
RecA je 38 kilodaltonový protein nezbytný pro opravu a údržbu DNA. Na RecA strukturální a funkční homolog byl nalezen v každé druhů, v němž jeden byl vážně hledal a slouží jako archetyp pro tuto třídu homologní DNA opravy proteinů. Homologní protein se nazývá RAD51 v eukaryotech a RadA v archaea.
| recA bakteriální DNA rekombinace bílkovin | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
Crystal struktura RecA-DNA komplex. PDB ID: 3cmt.
|
||||||
| Identifiers | ||||||
| Symbol | RecA | |||||
| Pfam | PF00154 | |||||
| Pfam clan | CL0023 | |||||
| InterPro | IPR013765 | |||||
| PROSITE | PDOC00131 | |||||
| SCOP2 | 2reb / SCOPe / SUPFAM | |||||
| Available protein structures: | Pfam | PDB | PDBsum | |||
RecA má více aktivit, vše vztahující se k opravě DNA. V bakteriální SOS odpovědi má ko-proteázovou funkci v autokatalytickém štěpení LexA represoru a λ represoru.
asociace RecA s DNA major je založena na její ústřední roli v homologní rekombinaci. Protein RecA se silně a v dlouhých shlucích váže na ssDNA za vzniku nukleoproteinového vlákna. Protein má více než jedno vazebné místo DNA, a tak může držet jeden řetězec a dvojitý řetězec pohromadě. Tato vlastnost umožňuje katalyzovat synapsisovou reakci DNA mezi dvojitou šroubovice DNA a komplementární oblastí jednovláknové DNA. Vlákno RecA-ssDNA hledá sekvenční podobnost podél dsDNA. Neuspořádaná smyčka DNA v RecA, smyčka 2, obsahuje zbytky zodpovědné za homologní rekombinaci DNA. U některých bakterií může RecA posttranslační modifikace fosforylací serinového zbytku na smyčce 2 interferovat s homologní rekombinací.
vyhledávací proces indukuje protažení duplexu DNA, což zvyšuje rozpoznávání komplementarity sekvence (mechanismus nazývaný konformační korektura). Reakce iniciuje výměnu pramenů mezi dvěma rekombinujícími dvojitými šroubovice DNA. Po události synapse začíná v heteroduplexní oblasti proces zvaný migrace větví. Při migraci větve nepárová oblast jednoho z jednotlivých pramenů vytěsňuje spárovanou oblast druhého jediného pramene, pohybující se bod větve bez změny celkového počtu párů bází. Může dojít k spontánní migraci větví, nicméně, protože obecně probíhá stejně v obou směrech, je nepravděpodobné, že by účinně dokončila rekombinaci. Protein RecA katalyzuje jednosměrnou migraci větví a tím umožňuje dokončit rekombinaci, produkující oblast heteroduplexní DNA, která je dlouhá tisíce párů bází.
vzhledem k tomu, že se jedná o ATPázu závislou na DNA, obsahuje RecA další místo pro vazbu a hydrolyzaci ATP. RecA se spojuje těsněji s DNA, když má vazbu na ATP, než když má vazbu na ADP.
u Escherichia coli se mohou vyskytnout homologní rekombinační příhody zprostředkované RecA během období po replikaci DNA, kdy sesterské lokusy zůstávají blízko. RecA může také zprostředkovat homologie párování, homologní rekombinace a DNA zlomit opravy mezi vzdálenými sestra loci, který měl odděleny na opačných polovin E. coli buňky.
kmeny E. coli s nedostatkem RecA jsou užitečné pro klonovací postupy v laboratořích molekulární biologie. E. kmeny coli jsou často geneticky modifikovány tak, aby obsahovaly mutantní alelu recA a tím zajistily stabilitu extrachromozomálních segmentů DNA, známých jako plazmidy. V procesu zvaném transformace je plazmidová DNA přijímána bakteriemi za různých podmínek. Bakterie obsahující exogenní plazmidy se nazývají „transformanty“. Transformanty zachovat plasmidu v průběhu buněčných dělení takové, že je lze obnovit a použít v jiných aplikacích. Bez funkčního proteinu RecA zůstává exogenní plazmidová DNA bakteriemi nezměněna. Čištění tohoto plazmidu z bakteriálních kultur pak může umožnit vysoce věrnou PCR amplifikaci původní plazmidové sekvence.