RecA
RecA is een 38 kilodalton-eiwit dat essentieel is voor het herstel en onderhoud van DNA. Een Reca structurele en functionele homolog is gevonden in elke species waarin men serieus is gezocht en dient als archetype voor deze klasse van homologe DNA-reparatieproteã nen. Het homologe eiwit wordt RAD51 genoemd in eukaryotes en RadA in archaea.
| recA bacterieel DNA recombinatie eiwit | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
kristalstructuur van een RecA-DNA complex. 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 heeft meerdere activiteiten, allemaal gerelateerd aan DNA reparatie. Bij de bacteriële SOS-respons heeft het een co-proteasefunctie in de autocatalytische splitsing van de Lexa-en de λ-onderdrukker.De associatie van RecA met DNA major is gebaseerd op zijn centrale rol in homologe recombinatie. Het RecA-eiwit bindt sterk en in lange clusters aan ssDNA om een nucleoproteïnedraad te vormen. De proteã ne heeft meer dan één bindingsplaats van DNA, en kan zo één enkele bundel en dubbele bundel samen houden. Deze eigenschap maakt het mogelijk om een synapsis reactie van DNA tussen een dubbele schroef van DNA en een complementair gebied van single-stranded DNA te katalyseren. De RecA-ssdna filament zoekt naar sequentie gelijkenis langs de dsDNA. Een wanordelijke lijn van DNA in RecA, lijn 2, bevat de residuen verantwoordelijk voor homologe recombinatie van DNA. In sommige bacteriën, kan de posttranslationele wijziging van RecA via phosphorylation van een serineresidu op lijn 2 in homologe recombinatie interfereren.
het zoekproces induceert het uitrekken van de DNA-duplex, wat de erkenning van de complementariteit van de sequenties verbetert (een mechanisme dat conformationeel proeflezen wordt genoemd). De reactie initieert de uitwisseling van bundels tussen twee nieuwe combinatieende dubbele helices van DNA. Na de Synapsis-gebeurtenis begint in het heteroduplex-gebied een proces dat takmigratie wordt genoemd. In takmigratie verplaatst een ongepaarde regio van een van de enkele strengen een gepaarde regio van de andere enkele streng, waarbij het takpunt wordt verplaatst zonder het totale aantal basenparen te veranderen. Spontane takmigratie kan echter voorkomen, aangezien deze over het algemeen in beide richtingen gelijkelijk verloopt, is het onwaarschijnlijk dat recombinatie efficiënt wordt voltooid. De RecA-proteã ne katalyseert unidirectionele takmigratie en door dit te doen maakt het mogelijk om recombinatie te voltooien, producerend een gebied van heteroduplexdna dat duizenden lange basisparen is.
aangezien het een DNA-afhankelijke ATPase is, bevat RecA een extra plaats voor het binden en hydrolyseren van ATP. RecA associeert strakker met DNA wanneer het ATP gebonden heeft dan wanneer het ADP gebonden heeft.
bij Escherichia coli kunnen door RecA gemedieerde homologe recombinatie optreden gedurende de periode na DNA-replicatie, wanneer zuster-loci dichtbij blijven. RecA kan homologie het in paren rangschikken, homologe nieuwe combinatie en de breukreparatie van DNA tussen verre zusterloci ook bemiddelen die aan tegenovergestelde helften van de E. coli-cel hadden gescheiden.
E. coli stammen deficiënt in RecA zijn nuttig voor kloneringsprocedures in laboratoria voor Moleculaire Biologie. E. coli stammen worden vaak genetisch gemodificeerd om een mutant recA allel te bevatten en daardoor de stabiliteit van extrachromosomale segmenten van DNA, bekend als plasmiden. In een proces genoemd transformatie, wordt plasmidedna opgenomen door de bacteriën onder een verscheidenheid van voorwaarden. Bacteriën die exogene plasmiden bevatten worden “transformanten”genoemd. De transformatoren behouden het plasmide door celdelingen zodanig dat het in andere toepassingen kan worden teruggekregen en worden gebruikt. Zonder functioneel RecA-eiwit wordt het exogene plasmide-DNA door de bacteriën ongewijzigd gelaten. De zuivering van dit plasmide van bacteriële culturen kan dan high-fidelity PCR-versterking van de originele plasmidenopeenvolging toestaan.