RecA
RecA est une protéine de 38 kilodaltons essentielle à la réparation et au maintien de l’ADN. Un homologue structurel et fonctionnel RecA a été trouvé chez toutes les espèces chez lesquelles il a été sérieusement recherché et sert d’archétype pour cette classe de protéines homologues de réparation de l’ADN. La protéine homologue est appelée RAD51 chez les eucaryotes et RadA chez les archées.
| Protéine de recombinaison de l’ADN bactérien recA | ||||||
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Structure cristalline d’un complexe RecA-ADN. ID APB: 3cmt.
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| Identifiers | ||||||
| Symbol | RecA | |||||
| Pfam | PF00154 | |||||
| Pfam clan | CL0023 | |||||
| InterPro | IPR013765 | |||||
| PROSITE | PDOC00131 | |||||
| SCOP2 | 2reb / SCOPe / SUPFAM | |||||
| Available protein structures: | Pfam | PDB | PDBsum | |||
RecA a de multiples activités, toutes liées à la réparation de l’ADN. Dans la réponse SOS bactérienne, il a une fonction co-protéase dans le clivage autocatalytique du répresseur LexA et du répresseur λ.
L’association de RecA avec l’ADN majeur est basée sur son rôle central dans la recombinaison homologue. La protéine RecA se lie fortement et en longues grappes à l’adNSS pour former un filament nucléoprotéique. La protéine a plus d’un site de liaison à l’ADN et peut donc contenir un seul brin et un double brin ensemble. Cette caractéristique permet de catalyser une réaction de synapsis d’ADN entre une double hélice d’ADN et une région complémentaire d’ADN simple brin. Le filament RECA-ssDNA recherche la similitude de séquence le long de l’ADNc. Une boucle d’ADN désordonnée dans RecA, la boucle 2, contient les résidus responsables de la recombinaison homologue de l’ADN. Chez certaines bactéries, la modification posttranslationnelle RecA via la phosphorylation d’un résidu sérine sur la boucle 2 peut interférer avec la recombinaison homologue.
Le processus de recherche induit un étirement du duplex de l’ADN, ce qui améliore la reconnaissance de la complémentarité des séquences (un mécanisme appelé relecture conformationnelle). La réaction initie l’échange de brins entre deux doubles hélices d’ADN recombinantes. Après l’événement synapsis, dans la région hétéroduplex, un processus appelé migration de branche commence. Dans la migration de branche, une région non appariée de l’un des brins simples déplace une région appariée de l’autre brin simple, déplaçant le point de branche sans changer le nombre total de paires de bases. Une migration spontanée des branches peut cependant se produire, car elle se déroule généralement de manière égale dans les deux sens, il est peu probable que la recombinaison complète efficacement. La protéine RecA catalyse la migration unidirectionnelle des branches et permet ainsi de compléter la recombinaison, produisant une région d’ADN hétéroduplex longue de milliers de paires de bases.
Étant donné qu’il s’agit d’une ATPase dépendante de l’ADN, RecA contient un site supplémentaire pour la liaison et l’hydrolyse de l’ATP. RecA s’associe plus étroitement à l’ADN lorsqu’il est lié à l’ATP que lorsqu’il est lié à l’ADP.
Chez Escherichia coli, des événements de recombinaison homologue médiés par RecA peuvent se produire pendant la période suivant la réplication de l’ADN lorsque les loci frères restent proches. RecA peut également médier l’appariement d’homologie, la recombinaison homologue et la réparation de la rupture de l’ADN entre des loci sœurs éloignés qui se sont séparés en moitiés opposées de la cellule d’E. coli.
Les souches d’E. coli déficientes en RecA sont utiles pour les procédures de clonage dans les laboratoires de biologie moléculaire. E. les souches de coli sont souvent génétiquement modifiées pour contenir un allèle RECA mutant et assurer ainsi la stabilité des segments extrachromosomiques de l’ADN, appelés plasmides. Dans un processus appelé transformation, l’ADN plasmidique est absorbé par les bactéries dans diverses conditions. Les bactéries contenant des plasmides exogènes sont appelées « transformants ». Les transformants retiennent le plasmide tout au long des divisions cellulaires de sorte qu’il peut être récupéré et utilisé dans d’autres applications. Sans protéine RecA fonctionnelle, l’ADN plasmidique exogène est laissé inchangé par les bactéries. La purification de ce plasmide à partir de cultures bactériennes peut alors permettre une amplification par PCR haute fidélité de la séquence plasmidique originale.