RecA
Reca jest 38-kilogramowym białkiem niezbędnym do naprawy i konserwacji DNA. Homolog strukturalny i funkcjonalny RecA został znaleziony w każdym gatunku, w którym został poważnie poszukiwany i służy jako archetyp dla tej klasy homologicznych białek naprawy DNA. Homologiczne białko u eukariotów nazywa się RAD51, a u archaików Rad.
| Reca bakteryjne białko rekombinacji DNA | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
struktura krystaliczna kompleksu RecA-DNA. 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 ma wiele działań, wszystkie związane z naprawą DNA. W bakteryjnej odpowiedzi SOS pełni funkcję Ko-proteazy w autokatalitycznym rozszczepieniu represji LexA i λ.
związek RecA z dna major opiera się na jego centralnej roli w rekombinacji homologicznej. Białko RecA wiąże się silnie i w długich klastrach z ssDNA tworząc filament nukleoproteinowy. Białko ma więcej niż jedno miejsce wiązania DNA, a zatem może trzymać pojedynczą nić i podwójną nić razem. Ta cecha umożliwia katalizowanie reakcji synapsy DNA między podwójną helisą DNA a komplementarnym regionem jednoniciowego DNA. Filament RecA-ssDNA szuka podobieństwa sekwencji wzdłuż dsDNA. Nieuporządkowana pętla DNA w RecA, pętla 2, zawiera pozostałości odpowiedzialne za rekombinację homologiczną DNA. U niektórych bakterii Reca posttranslacyjna modyfikacja poprzez fosforylację reszty serynowej w pętli 2 może zakłócać rekombinację homologiczną.
proces wyszukiwania indukuje rozciąganie dupleksu DNA, co zwiększa rozpoznawanie komplementarności sekwencji (mechanizm nazywany korektą konformacyjną). Reakcja inicjuje wymianę nici pomiędzy dwoma rekombinującymi podwójnymi helisami DNA. Po zdarzeniu synapsis, w regionie heteroduplex rozpoczyna się proces zwany migracją gałęzi. W migracji gałęzi niesparowany region jednej z pojedynczych nici wypiera sparowany region drugiej pojedynczej nici, przesuwając punkt gałęzi bez zmiany całkowitej liczby par zasad. Spontaniczna migracja gałęzi może jednak wystąpić, ponieważ na ogół przebiega jednakowo w obu kierunkach, jest mało prawdopodobne, aby skutecznie zakończyć rekombinację. Białko RecA katalizuje jednokierunkową migrację gałęzi i w ten sposób umożliwia Ukończenie rekombinacji, tworząc region heteroduplex DNA o długości tysięcy par zasad.
ponieważ jest to Atpaza zależna od DNA, RecA zawiera dodatkowe miejsce do wiązania i hydrolizowania ATP. RecA ściśle wiąże się z DNA, gdy wiąże się z ATP, niż gdy wiąże się z ADP.
u bakterii Escherichia coli, rekombinacja homologiczna za pośrednictwem RecA może wystąpić w okresie po replikacji DNA, gdy loci siostrzane pozostają blisko. RecA może również pośredniczyć w parowaniu homologicznym, rekombinacji homologicznej i naprawie przerwania DNA między odległymi siostrzanymi loci, które segregowały się do przeciwnych połówek komórki E. coli.
szczepy E. coli z niedoborem RecA są przydatne do procedur klonowania w laboratoriach biologii molekularnej. E. szczepy coli są często modyfikowane genetycznie tak, aby zawierały zmutowany allel recA i w ten sposób zapewniały stabilność pozachromosomalnych segmentów DNA, znanych jako plazmidy. W procesie zwanym transformacją, plazmid DNA jest pobierany przez bakterie w różnych warunkach. Bakterie zawierające egzogenne plazmidy nazywane są”transformantami”. Transformanty zatrzymują plazmid w obrębie podziałów komórkowych tak, że można go odzyskać i wykorzystać w innych zastosowaniach. Bez funkcjonalnego białka RecA, egzogenny plazmid DNA pozostaje niezmieniony przez bakterie. Oczyszczanie tego plazmidu z kultur bakteryjnych może następnie umożliwić wysokiej jakości amplifikację PCR pierwotnej sekwencji plazmidu.