RecA
RecA je 38 kilodaltonski protein neophodan za popravak i održavanje DNK. Strukturni i funkcionalni homolog je RecA pronađen u svakoj vrsti u kojoj je on bio ozbiljno tražen i služi kao arhetip za ovu klasu homologne popravke DNK-proteina. Homologni protein se zove RAD51 kod eukariota i RadA u Archaea. RecA ima višestruke aktivnosti, sve povezane sa popravkom DNK. U bakterijskom SOS-odgovoru, ima koproteaznu funkciju u autokatalitskom cijepanju LexA represora i λ represora.<. RecA-ova povezanost sa popravkom DNK zasniva se na njegovoj centralnoj ulozi u homolognoj rekombinaciji. RecA protein se snažno i u dugim klasterima vezuje za ssDNK kako bi formirao nukleoproteinski filament. Protein ima više od jednos mjesto vezanja DNK i stoga može držati jednolanac i dvostruki lanac zajedno. Ova karakteristika omogućava katalizu sinapsnih reakcija DNK između dvostruke spirale DNK i komplementarne regije jednolančane DNK. RecA-ssDNK filament traži sličnost sekvence duž dsDNK. Neuređena DNK petlja u RecA, petlja 2, sadrži ostatke odgovorne za DNK homolognu rekombinaciju. Kod nekih bakterija, posttranslacijska modifikacija RecA putem fosforilacije serinskog ostatka na petlji 2 može ometati homolognu rekombinaciju. Proces pretraživanja izaziva rastezanje DNK dupleksa, što poboljšava prepoznavanje komplementarnosti sekvenci (mehanizam koji se naziva konformacijsko lektoriranje ). Reakcija pokreće razmjenu lanaca između dvije rekombinirajuće dvostruke spirale DNK. Nakon događaja sinapse, u heterodupleksnoj regiji počinje proces koji se naziva migracija grana. U migraciji grananja, neupareni region jednog od pojedinačnih lanaca pomjera upareni region drugog pojedinačnog lanca, pomjerajući tačku grananja bez promjene ukupnog broja parova baza. Može doći do spontane migracije grana, međutim, kako se općenito odvija jednako u oba smjera, malo je vjerovatno da će rekombinacija završiti efikasno. Protein RecA katalizira jednosmjernu migraciju grana i na taj način omogućava potpunu rekombinaciju, proizvodeći regiju heterodupleksne DNK koja je dugačka hiljade parova baza. Pošto je DNK zavisna ATPaza, RecA sadrži dodatno mjesto vezivanja i hidrolize ATP. RecA jače se povezuje sa DNK kada je vezan za ATP nego kada je vezan za ADP. U Escherichia coli, događaji homolognom rekombinacijom posredovanih RecA mogu se desiti tokom perioda nakon replikacija DNK kada sestrinski lokusi ostaju blizu. RecA također može posredovati u homolognom parovanju, homolognoj rekombinaciji i popravci prekida DNK između udaljenih sestrinskih lokusa, koji su se odvojili na suprotne polovine ćelija E. coli. Sojevi E. coli sa nedostatkom RecA korisni su za kloniranje procedure u molekulskobiološkim laboratorijama. Sojevi E. coli su često genetički modificirani da sadrže mutantni alel recA i na taj način osiguravaju stabilnost vanhromosomskih segmenata DNK, poznatih kao plazmidi. U procesu koji se zove transformacija, plazmidnu DNK preuzimaju bakterije, pod različitim uslovima. Bakterije koje sadrže egzogene plazmide nazivaju se "transformanti". Transformanti zadržavaju plazmid kroz ćelijske diobe, tako da se može oporaviti i koristiti u drugim aplikacijama. Bez funkcionalnog RecA proteina, egzogeni plazmid DNK ostaje nepromijenjen od strane bakterija. Pročišćavanje ovog plazmida iz bakterijske kulture može zatim omogućiti visokovjerno PCR amplificiranje originalne sekvence plazmida.