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Os danos do ADN do reparo dos recombinases da família de RecA

Uma equipa de investigação da bioquímica conduzida pelo Dr. Andrew H. - J. Wang e Dr. Ting-Colmilho Wang no instituto da química biológica, Academia Sinica (IBCAS), descobriu que os recombinases da família de RecA funcionam como um novo tipo de proteínas giratórias do motor para reparar os danos do ADN.

A equipe tem publicado recentemente dois artigos estruturais da biologia relativos aos recombinases da família de RecA. Um papel deve ser publicada o 12 de setembro de 2007 no em linha, jornal PLoS UM do aberto-acesso e o outro tem sido publicado já na pesquisa dos ácidos nucleicos o 28 de fevereiro de 2007.

A recombinação homólogo (HR) é um mecanismo que os reparos danifiquem o ADN com precisão perfeita, ele utiliza a seqüência homólogo de um ADN do sócio como um molde. Este processo envolve reunir de 2 moléculas do ADN, de uma busca para seqüências homólogos, e da troca de costas do ADN.

As proteínas da família de RecA são os recombinases centrais para a HORA. A família inclui RecA prokaryotic, RadA archaeal, e Rad51 eucariótica e Dmc1. Têm papéis importantes na proliferação de pilha, na manutenção do genoma, e na diversidade genética, particularmente em uns eukaryotes mais altos. Por exemplo, as pilhas vertebradas de Rad51-deficient acumulam rupturas cromossomáticas antes da morte. Rad51 e seu homólogo meiose-específico, Dmc1, são igualmente indispensáveis para a meiose, um ciclo de pilha especializado para a produção de gâmeta. As proteínas Rad51 e Dmc1 mamíferas são sabidas para interagir com as proteínas do supressor do tumor tais como BRCA2.

Desde que os cientistas descobriram proteínas da família de RecA, sups-se que RecA (e outros homólogos) formam somente 61 filamentos destros (seis monómeros da proteína pela volta helicoidal), e hydrolyzes então o ATP para promover o reparo do ADN da hora e do recombinational. Considerando que um enigma controverso saiu, como a energia do ATP que facilita a rotação do ADN durante a reacção de troca da costa.

Pelo cristalografia do raio X e por aproximações atômicas da microscopia da força, a equipe do Dr. Wangs' deu a resposta. Relataram que as proteínas archaeal de RadA do solfataricus de Sulfolobus podem igualmente auto-polimerizar em um filamento 31 destro com os 3 monómeros pela volta helicoidal (relatada em PLoS UM) e em um filamento 43 helicoidal destro com os 4 monómeros pela volta helicoidal (relatada na pesquisa dos ácidos nucleicos).

As análises biofísicas e bioquímicas adicionais revelaram que as proteínas da família de RecA podem acoplar o emperramento e a hidrólise do ATP à reacção de troca da costa do ADN de um modo que promove a rotação axial sentido horário de filamentos do nucleoprotein. Especialmente, os 61 RadA que o filamento helicoidal se submete à rotação axial sentido horário em 2 etapas 120° discretas aos 31 estendeu o filamento destro e então ao filamento 43 canhoto. Em conseqüência, todos os motivos ADN-obrigatórios (L1, L2 e HhH denotados) nas proteínas de RadA movem-se simultaneamente para negociar o emperramento do ADN, o emparelhamento da homologia, e a troca da costa, respectivamente. Conseqüentemente, a energia do ATP é usada para girar não somente carcaças do ADN mas igualmente os filamentos da proteína da família de RecA.

Este modelo novo é em contraste com todas as hipóteses actuais, que negligencia o facto de que as proteínas da família de RecA são flexíveis bastante formar filamentos helicoidais destros e canhotos. Desta perspectiva, estes pesquisadores em Taiwan abriram uma avenida nova para compreender os mecanismos moleculars de proteínas da família de RecA.