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.
 
## Potencijal kao mete lijekova
Wigle i Singleton sa Univerziteta Sjeverne Karoline su pokazali da mala molekule koje ometaju funkciju RecA u ćeliji mogu biti korisne u stvaranju novih antibiotskih lijekova. Budući da mnogi antibiotici dovode do oštećenja DNK, a sve bakterije se oslanjaju na RecA da popravi ovo oštećenje, inhibitori RecA mogu se koristiti za povećanje toksičnosti antibiotika. Osim toga, aktivnosti RecA su sinonim za razvoj rezistencije na antibiotike, a inhibitori RecA također mogu poslužiti za odlaganje ili sprječavanje pojave bakterijske rezistencije na lijekove.
 
## Uloga RecA u prirodnoj transformaciji
Na osnovu analize molekulskih svojstava RecA sistema, Cox zaključio je da podaci "pružaju uvjerljive dokaze da je primarna misija RecA proteina popravka DNK". U daljem eseju o funkciji RecA proteina, Cox sumirizira podatke koji pokazuju da je "RecA protein evoluirao kao centralna komponenta rekombinacijskog sistema popravka DNK, sa stvaranjem genetičke raznolikosti kao ponekad korisnim nusproizvodom."
 
Prirodna bakterijska transformacija uključuje prijenos DNK s jedne bakterije na drugu (obično iste vrste) i integraciju DNK donora u hromosom primatelja, pomoću homologne rekombinacije, procesa posredovanog RecA proteinom (pogledajte Transformacija (genetika). Transformacija, u kojoj RecA ima centralnu ulogu, ovisi o ekspresiji brojnih dodatnih genskih proizvoda (npr. oko 40 genskih proizvoda u *Bacillus subtilis* koji specifično djeluju kako bi izvršili ovaj proces, što ukazuje da se radi o evoluirani adaptacijama za transfer DNK. U *B. subtilis* dužina prenesene DNK može biti čak trećina i do veličine cijelog hromosoma.  Da bi se bakterija vezala, preuzela i rekombinovala egzogenu DNK u svoj hromosom, prvo mora ući u posebno fiziološko stanje koje se naziva "kompetencija" (vidi Prirodna kompetencija). Transformacija je uobičajena u prokariotskom svijetu, a do sada je poznato da je 67 vrsta kompetentno za transformaciju.
 
Jedan od najbolje proučavanih sistema transformacije je sistem *B. subtilis*. U ovoj bakteriji, protein RecA stupa u interakciju s dolaznom jednolančanom DNK (ssDNK), kako bi formirao upečatljive filamentne strukture. Ovi filamenti RecA/ssDNA izlaze iz ćelijskog pola koji sadrži kompetentnu mašineriju i prostiru se u citosol. filamentne niti RecA/ssDNK smatraju se dinamičkim nukleofilamentima koji skeniraju rezidentni hromosom u potrazi za regionima homologije. Ovaj proces dovodi dolaznu DNK na odgovarajuće mjesto u hromosomu *B. subtilis* na kojem dolazi do razmjene informacija.
 
Michod et al. pregledali su dokaze da je transformacija posredovana adaptacijama RecA za homolognu rekombinaciju oštećenja DNK u *B. subtilis*, kao i kod nekoliko drugih vrsta bakterija (tj. *Neisseria gonorrhoeae, Hemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus mutans* i *Helicobacter pylori*). U slučaju patogenih vrsta koje inficiraju ljude, predloženo je da RecA posredovana popravka oštećenja DNK može biti od značajne koristi kada su ove bakterije izazvane oksidativnom odbranom njihovog domaćina.

## Reference
*
 
## Vanjski linkovi
Kategorija:Bakterijski proteini
Kategorija:Popravak DNK