31.3. Белок recA катализирует АТР-зависимый обмен цепей ДНК при генетической рекомбинации

Процесс, который мы обсуждали до сих пор, называется общей генетической рекомбинацией, поскольку обмены могут происходить между любыми парами гомологичных последовательностей в родительских молекулах ДНК. У Е. coli общая рекомбинация зависит от генов rec. В клетках rec бактериальная ДНК не может рекомбинировать с экзогенными молекулами ДНК. Были идентифицированы три гена rec: recA, recB и recC. Белки recВ (масса две субъединицы одной нуклеазы, которая расплетает двухспиральную ДНК и расщепляет на куски сначала одну из расплетенных цепей, а затем другую. Эти куски, содержащие несколько сотен нуклеотидов, подвергаются дальнейшему расщеплению ферментом обладающим активностью экзонуклеазы. Расплетающая и нуклеазная активности этого ферментного комплекса зависят от гидролиза АТР. Скорее всего роль белка в рекомбинации сводится к образованию одноцепочечной ДНК, способной внедриться в двухцепочечную молекулу ДНК.

Как одноцепочечная ДНК находит гомологичную последовательность в двухцепочечной молекуле, спаривается с комплементарной цепью и вытесняет вторую цепь? Недавно было показано, что эту реакцию катализирует белок recA с массой который гидролизует АТР и использует выделяющуюся энергию. Продукт этой реакции состоит из двухцепочечного участка и вытесненной одноцепочечной петли и имеет форму буквы он называется D-петлей (рис. 31.8). Образованию D-петли способствует белок, который специфически связывается с одноцепочечной ДНК. Этот белок играет также важную роль в репликации ДНК (разд. 24.21); он стабилизирует одноцепочечную ДНК, образовавшуюся под действием нуклеазы и стимулирует внедрение этой цепи в гомологичную двухспиральную молекулу, катализируемую белком recA.