RecA: Diferenzas entre revisións

| lenda = Estrutura cristalina do complexo RecA-ADN. {{PDBe|3cmt}}.<ref>{{CiteCita journalpublicación periódica

A '''RecA''' é unha [[proteína]] de 38 [[Dalton (unidade)|quilodaltons]] esencial para a [[reparación do ADN|reparación]] e mantemento do [[ADN]], que se encontra en [[bacteria]]s e ten homólogos en [[eukarya|eucariotas]] e [[arqueas]].<ref>{{citeCita journalpublicación periódica |doi =10.1073/pnas.77.1.313|year=1980|author1=Horii T. |author2=Ogawa T. |author3=Ogawa H. |last-author-amp=yes |title=Organization of the recA gene of Escherichia coli. |volume=77 |issue= 1|pages=313–317|journal=Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. |pmid= 6244554|pmc=348260}}</ref> Un [[homoloxía (bioloxía)|homólogo]] estrutural e funcional de RecA foi atopado en todas as especies nas que foi seriamente buscado, polo que serve como arquetipo desa clase de proteínas homólogas de reparación do ADN. As proteínas homólogas chámanse [[RAD51]] en eucariotas e [[RadA]] en arqueas.

A RecA ten moitas actividades, todas relacionadas coa reparación do ADN. Na [[resposta SOS]] bacteriana ten unha función co[[protease]] <ref>{{citeCita journalpublicación periódica |doi =10.1016/0092-8674(81)90393-7|year=1981|author1=Horii T. |author2=Ogawa T. |author3=Nakatani T. |author4=Hase T. |author5=Matsubara H. |author6=Ogawa H. |last-author-amp=yes |title=Regulation of SOS functions: Purification of E. coli LexA protein and determination of its specific site cleaved by the RecA protein. |volume=27 |issue= 3|pages=515–522|journal=Cell | url= http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0092867481903937|pmid= 6101204|pmc=}}</ref> na clivaxe [[autocatálise|autocatalítica]] dos [[represor]]es [[LexA]] e [[fago lambda|&lambda;]].<ref>

{{citeCita journalpublicación periódica | author=Little JW | year=1984 | title=Autodigestion of lexA and phage lambda repressors | journal=Proc Natl Acad Sci USA | volume=81 | pages=1375–1379 | pmid=6231641 | doi=10.1073/pnas.81.5.1375 | issue=5 | pmc=344836}}</ref>

O proceso de busca destas secuencias induce o estiramento do dúplex de ADN, o cal mellora o recoñecemento de secuencias (un mecanismo denominado [[corrección de probas conformacional]] <ref name="pmid21070965">{{citeCita journalpublicación periódica |doi=10.1016/j.molcel.2010.10.020 |year=2010 |vauthors=Savir Y, Tlusty T|lastauthoramp=yes |title=RecA-mediated homology search as a nearly optimal signal detection system |volume=40 |issue=3 |pages=388–96|journal= Molecular Cell | pmid = 21070965}}</ref>

<ref>{{citeCita journalpublicación periódica |doi =10.1016/j.molcel.2012.03.029 |year=2012|vauthors=De Vlaminck I, van Loenhout MT, Zweifel L, den Blanken J, Hooning K, Hage S, Kerssemakers J, Dekker C |title=Mechanism of Homology Recognition in DNA Recombination from Dual-Molecule Experiments |volume=46 |issue= 5|pages=616–624|journal=Molecular Cell | url= http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1097276512002675|pmid= 22560720|pmc=}}</ref>). A reacción inicia o intercambio de febras entre dúas dobres hélices de ADN en recombinación. Despois do evento da [[sinapse cromosómica|sinapse]], na rexión heterodúplex empeza un proceso chamado ''migración da rama''. Na migración da rama unha rexión non apareada dunha das febras simples despraza unha rexión apareada da outra febra simple, movendo o punto de ramificación sen cambiar o número total de pares de bases. A migración da rama espontánea pode producirse, pero como xeralmente esta avanza igualmente en ambas as direccións é improbable que complete a recombinación eficientemente. A proteína RecA cataliza a migración da rama unidireccional e ao facelo pode completar a [[recombinación xenética|recombinación]], producindo unha rexión do ADN heterodúplex que ten unha lonxitude de miles de pares de bases.

Wigle e Singleton na [[Universidade de Carolina do Norte]] observaron que as pequenas moléclas que interfiren coa función de RecA na célula pode ser útil na creación de novos [[antibiótico]]s.<ref>{{citeCita journalpublicación periódica |vauthors=Wigle TJ, Singleton SF |title=Directed molecular screening for RecA ATPase inhibitors |journal=Bioorg. Med. Chem. Lett. |volume=17 |issue=12 |pages=3249–53 |date=June 2007 |pmid=17499507 |pmc=1933586 |doi=10.1016/j.bmcl.2007.04.013 |url=}}</ref> Como moitos antibióticos orixinan danos no ADN, e todas as bacterias depende de RecA para reparar os danos, os inhibidores de RecA poderían ser utilizados para potenciar a toxicidade de antibióticos. Adicionalmente, as actividades de RecA son sinónimas de desenvolvemento de [[resistencia a antibióticos]], e os inhibidores de RecA poden tamén servir para atrasar ou previr a aparición de resistencia bacteriana aos fármacos.

Baseándose na análise das propiedades moleculares do sistema de RecA, o científico M. Cox<ref>{{citeCita journalpublicación periódica |author=Cox MM |title=The RecA protein as a recombinational repair system |journal=Mol. Microbiol. |volume=5 |issue=6 |pages=1295–9 |date=June 1991 |pmid=1787786 |doi= 10.1111/j.1365-2958.1991.tb00775.x|url=}}</ref> concluíu que os datos “proporcionan evidencias contundentes de que a misión primaria da proteína RecA é a [[reparación do ADN]].” Nun ensaio posterior sobre a función da proteína RecA, Cox<ref name="pmid8240315">{{citeCita journalpublicación periódica |author=Cox MM |title=Relating biochemistry to biology: how the recombinational repair function of RecA protein is manifested in its molecular properties |journal=BioEssays |volume=15 |issue=9 |pages=617–23 |date=September 1993 |pmid=8240315 |doi=10.1002/bies.950150908 |url=}}</ref> resumiu os datos demostrando que a “proteína RecA evolucionou como un compoñente central do sistema de reparación do ADN recombinacional, coa xeración de [[diversidade xenética]] como un subproduto ás veces útil.”

A [[transformación xenética|transformación]] bacteriana natural implica a transferencia de [[ADN]] desde unha bacteria a outra (normalmente da mesma especie) e a integración do ADN doante no [[cromosoma]] receptor por [[recombinación homóloga]], un proceso mediado pola proteína RecA (ver [[Transformación xenética]]). A transformación, na cal a RecA xoga un papel central, depende da expresión de numerosos produtos xénicos adicionais (por exemplo, uns 40 produtos xénicos en ''[[Bacillus subtilis]]''), que interaccionan especificamente para levar a cabo este proceso indicando que é unha [[adaptación biolóxica|adaptación]] que [[evolución|evolucionou]] para a transferencia de ADN. En ''B. subtilis'' a lonxitude do ADN transferido pode ser desde o tamaño dun terzo de cromosoma ata un cromosoma completo.<ref name="pmid11388459">{{citeCita journalpublicación periódica |vauthors=Akamatsu T, Taguchi H |title=Incorporation of the whole chromosomal DNA in protoplast lysates into competent cells of Bacillus subtilis |journal=Biosci. Biotechnol. Biochem. |volume=65 |issue=4 |pages=823–9 |date=April 2001 |pmid=11388459 |doi= 10.1271/bbb.65.823|url=}}</ref><ref name="pmid16716928">{{citeCita journalpublicación periódica |vauthors=Saito Y, Taguchi H, Akamatsu T |title=Fate of transforming bacterial genome following incorporation into competent cells of Bacillus subtilis: a continuous length of incorporated DNA |journal=J. Biosci. Bioeng. |volume=101 |issue=3 |pages=257–62 |date=March 2006 |pmid=16716928 |doi=10.1263/jbb.101.257 |url=}}</ref> Para que unha bacteria se una, capte e recombine ADN exóxeno no seu cromosoma, debe primeiro entrar nun estado fisiolóxico especial chamado “competencia” ([[competencia natural]]). A transformación é algo común no mundo procariota, e ata agora coñécense 67 especies que son competentes para a transformación.<ref name="pmid17997281">{{citeCita journalpublicación periódica |vauthors=Johnsborg O, Eldholm V, Håvarstein LS |title=Natural genetic transformation: prevalence, mechanisms and function |journal=Res. Microbiol. |volume=158 |issue=10 |pages=767–78 |date=December 2007 |pmid=17997281 |doi=10.1016/j.resmic.2007.09.004 |url=}}</ref>

Un dos sistemas de transformación mellor estudados é o de [[Bacillus subtilis|''B. subtilis'']]. Nesta bacteria, a proteína RecA interacciona co ADN monocatenario entrante para formar estruturas filamentosas de notable tamaño.<ref name="pmid16009134">{{citeCita journalpublicación periódica |vauthors=Kidane D, Graumann PL |title=Intracellular protein and DNA dynamics in competent Bacillus subtilis cells |journal=Cell |volume=122 |issue=1 |pages=73–84 |date=July 2005 |pmid=16009134 |doi=10.1016/j.cell.2005.04.036 |url=http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0092-8674(05)00551-9}}</ref> Estes filamentos RecA/ADN monocatenario emanan do polo da célula contendo a maquinaria da competencia e estendéndose no [[citosol]]. As febras filamentosas de RecA/ADN monocatenario considérase que son nucleofilamentos dinámicos que escanean o cromosoma residente para procurar rexións de homoloxía. Este proceso leva o ADN entrante ao sitio correspondente no cromosoma de ''B. subtilis'', onde ocorre o intercambio de información.

Michod et al.<ref name="pmid18295550">{{citeCita journalpublicación periódica |vauthors=Michod RE, Bernstein H, Nedelcu AM |title=Adaptive value of sex in microbial pathogens |journal=Infect. Genet. Evol. |volume=8 |issue=3 |pages=267–85 |date=May 2008 |pmid=18295550 |doi=10.1016/j.meegid.2008.01.002 |url=http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1567-1348(08)00004-X}}</ref> revisaron as probas de que a transformación mediada por RecA é unha adaptación para a reparación dos danos no ADN por [[recombinación homóloga]] en ''B. subtilis'', e tamén noutras especies de bacterias (é dicir, ''[[Neisseria gonorrhoeae]], [[Haemophilus influenzae]], [[Streptococcus pneumoniae]], [[Streptococcus mutans]]'' e ''[[Helicobacter pylori]]''). Neste caso das especies patóxenas que infectan a humanos, propúxose que a reparación de danos no ADN mediada por RecA pode supoñer un beneficio substancial cando estas bacterias son atacadas polas defensas oxidativas do [[hóspede]].

*{{citeCita journalpublicación periódica |vauthors=Joo C, McKinney SA, Nakamura M, Rasnik I, Myong S, Ha T |title=Real-time observation of RecA filament dynamics with single monomer resolution |journal=Cell |volume=126 |issue=3 |pages=515–27 |date=August 2006 |pmid=16901785 |doi=10.1016/j.cell.2006.06.042 |url=}}