RecA
| RecA | |
|---|---|
 | |
| Gene | |
| HUGO | RAD51 |
| Entrez | 5888 |
| Locus | Chr. 15 q15.1 |
| Proteină | |
| OMIM | 179617 |
| UniProt | Q06609 |
| PDB | 1U94 |
RecA este o proteină de 38 kilodaltoni , esențială pentru repararea și întreținerea ADN21. Un omolog structural structural a fost găsit la toate speciile în care este căutat serios și servește drept arhetip pentru această clasă de proteine reparatoare omoloage ADN . Proteina omologă RAD51 se află în eucariote este rară în arhee .
RecA are activități multiple, toate legate de repararea ADN-ului. În răspunsul bacterian SOS, are o funcție de co-proteazei în clivaj autocatalitică represor LexA și λ.
Asocierea ADN cu majorele RecA se bazează pe rolul său central în recombinarea omoloagă . Proteina RecA se leagă puternic și în grupuri lungi de ADNs pentru a forma o miez de proteină. Proteina are mai mult de un situs de legare a ADN-ului și, prin urmare, poate conține o singură catenă și o catenă dublă împreună. Această caracteristică vă permite să catalizați o reacție de sinapsă ADN între o dublă spirală ADN și o regiune complementară de ADN monocatenar. Catenă RecA-ssDNA caută similaritatea secvenței de-a lungul dsDNA. Procesul de căutare induce alungirea ADN-ului duplex , ceea ce îmbunătățește recunoașterea complementarității secvenței (numit mecanism de corecție conformațională). Reacția inițiază schimbul de fire între două spirale duble de ADN recombinant. După evenimentul de sinapsă, începe un proces numit migrație de ramură în regiunea heteroduplex. În migrarea ramurilor, o regiune nepereche a unuia dintre firele simple deplasează o regiune asociată a celeilalte fire, deplasând punctul de ramificare fără a modifica numărul total de perechi de baze. Migrația spontană a ramurilor poate apărea, totuși, deoarece, în general, se desfășoară în mod egal în ambele direcții, este puțin probabil ca recombinarea să se finalizeze eficient. Proteina RecA catalizează migrația unidirecțională a ramurii și făcând acest lucru este posibil să se finalizeze recombinarea, producând o regiune de ADN heteroduplu care are o lungime de mii de perechi de baze.
Deoarece este o ATPază dependentă de ADN, RecA conține un site suplimentar pentru legarea și hidrolizarea ATP. RecA se leagă mai strâns de ADN atunci când are o legătură ATP decât atunci când are o legătură ADP.
În Escherichia coli, evenimente de recombinare omoloage mediate de reca pot apărea în timpul perioadei de replicare post-ADN, atunci când loci gemeni rămân apropiați. RecA poate media, de asemenea, legarea omologiei, recombinarea omologă și repararea rupturii ADN-ului între loci îndepărtați care s-au separat la jumătățile opuse ale celulei E. coli.
Tulpinile urșilor cu deficit de E. coli sunt utile pentru procedurile de clonare în laboratoarele de biologie moleculară. Tulpinile de E. coli sunt adesea modificate genetic pentru a conține un alel mutant și astfel asigură stabilitatea segmentelor de ADN extracromozomial, cunoscute sub numele de plasmide . Într-un proces numit transformare, ADN-ul plasmidic este absorbit de bacterii în diferite condiții. Bacteriile care conțin plasmide exogene se numesc „transformanți”. Transformanții rețin plasmida în toate diviziunile celulare, astfel încât să poată fi recuperată și utilizată în alte aplicații. Fără o proteină funcțională de urs, ADN-ul plasmidic exogen este lăsat neafectat de bacterii. Purificarea acestei plasmide din culturi bacteriene poate permite, prin urmare, amplificarea PCR de înaltă fidelitate a secvenței originale de plasmide.
Rolul RecA în transformarea naturală
Pe baza analizei proprietăților moleculare ale sistemului RecA, Cox a concluzionat că datele „oferă dovezi convingătoare că misiunea principală a proteinei RecA este repararea ADN-ului”. Într-o altă lucrare despre funcția proteinei RecA, Cox a rezumat datele care arată că „Proteina reca a evoluat ca o componentă centrală a unui sistem de reparare a ADN-ului recombinațional, cu generarea diversității genetice ca un produs secundar uneori util”.
Transformarea bacteriană naturală implică transferul ADN-ului de la o bacterie la alta (de obicei din aceeași specie) și integrarea ADN-ului donatorului în cromozomul receptor prin recombinare omoloagă, proces mediat de proteina RecA (vezi Transformarea (genetică)). Transformarea, în care RecA joacă un rol central, depinde de expresia a numeroase alte produse genetice (de exemplu, în jur de 40 de produse genetice în Bacillus subtilis) care interacționează specific pentru a realiza acest proces, indicând că este o adaptare evoluată pentru transfer. . În B. subtilis lungimea ADN-ului transferat poate fi la fel de mare ca o treime și până la dimensiunea întregului cromozom. Pentru ca o bacterie să se lege, să colecteze și să recombineze ADN-ul exogen din cromozomul său, trebuie să intre mai întâi într-o stare fiziologică specială numită „competență” (vezi Competența naturală). Transformarea este obișnuită în lumea procariotelor și, până în prezent, 67 de specii sunt cunoscute ca fiind competente pentru transformare.
Unul dintre cele mai bine studiate sisteme de transformare este cel al lui B. subtilis. În această bacterie, proteina RecA interacționează cu ADN monocatenar (ssDNA) pentru a forma structuri catenare izbitoare. Aceste filamente RecA / ssDNA emană din polul celular care conține echipamentul de competență și se extind în citosol. Catenele filamentoase RecA / ssDNA sunt considerate nucleofilamente dinamice care scanează cromozomul rezident pentru regiuni de omologie. Acest proces aduce ADN-ul primit la locul corespunzător de pe cromozomul B. subtilis unde are loc schimbul de informații.
Michod și colab. au examinat dovezi că transformarea mediată de RecA este o adaptare pentru repararea omologă recombinativă a deteriorării ADN-ului în B. subtilis, precum și a multor alte specii bacteriene (Neisseria gonorrhoeae , Hemophilus influenzae , Streptococcus pneumoniae, Streptococcus mutans și Helicobacter pylori). În cazul speciilor patogene care infectează oamenii, s-a propus ca repararea mediată de deteriorarea ADN-ului poate fi de mare beneficiu atunci când aceste bacterii sunt provocate de apărarea oxidativă a gazdei lor.
linkuri externe
- (EN) RecA , de Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
