ريكا

يُعدّ RecA بروتينًا بوزن 38 كيلودالتون، وهو ضروري لإصلاح الحمض النووي (DNA) والحفاظ عليه في البكتيريا . ^{[ 2 ]} يعمل RecA كإنزيم إعادة تركيب وبروتين تبادل السلاسل، حيث يحفز الخطوات الأساسية لإعادة التركيب المتماثل عن طريق تكوين خيوط نووية بروتينية على الحمض النووي أحادي السلسلة. ^{[ 3 ]} وقد وُجدت نظائر بنيوية ووظيفية لـ RecA في جميع ممالك الحياة. ^{[ 4 ] [ 5 ]} يُعتبر RecA نموذجًا أوليًا لهذه الفئة من بروتينات إصلاح الحمض النووي المتماثل . يُسمى البروتين المتماثل RAD51 في حقيقيات النوى و RadA في العتائق . ^{[ 6 ] [ 7 ]}

يمتلك إنزيم RecA وظائف متعددة، جميعها مرتبطة بإصلاح الحمض النووي. وبصفته إنزيمًا مُؤَشِّرًا، فإنه يُحَرِّك عملية تبادل السلاسل المعتمدة على ATP بين جزيئات الحمض النووي المتماثلة، مما يُحَفِّز خطوات الاقتران وتكوين الهيترودوبلكس الرئيسية في عملية الإصلاح التأشيبِي. ^{[ 3 ]} وفي استجابة SOS البكتيرية ، يعمل كإنزيم مُساعد للبروتين [ ^{8 ] في} الانقسام الذاتي التحفيزي لمثبط LexA ومثبط λ . ^{[ 9 ]}

يتكون مونومر RecA الخاص ببكتيريا الإشريكية القولونية (352 حمض أميني، ~37.8 كيلو دالتون) من ثلاثة نطاقات هيكلية :

• نطاق N الطرفي الصغير (NTD، البقايا ~1-33) يتوسط نطاق N الطرفي تفاعلات المونومر-مونومر أثناء بلمرة الخيوط، كما يسهل تكوين الخيوط قبل المشبكية والتقاط الحمض النووي المزدوج، وهي وظائف محفوظة تطوريًا عبر عائلة RecA/RAD51/RadA. ^{[ 10 ]}
• نطاق ATPase المركزي (CAD، الأحماض الأمينية ~34-240) يشكل نطاق CAD القلب الوظيفي للبروتين، ويحتوي على نمطين من أنماط Walker (Walker A (حلقة P) وWalker B) المسؤولين عن ربط ATP وتحليله، بالإضافة إلى حلقات ربط الحمض النووي L1 وL2 التي تتصل بالحمض النووي أحادي السلسلة داخل الخيط. ^{[ 3 ]}
• نطاق طرفي كربوكسيلي كبير (CTD، الأحماض الأمينية من 241 إلى 352 تقريبًا). ^{[ 10 ]} يساهم نطاق CTD في الارتباط الثانوي بالحمض النووي (التفاعل مع الحمض النووي المزدوج الداخل أثناء البحث عن التماثل) ويحتوي على موقع ارتباط نيوكليوتيدي ثانٍ متورط في التنظيم التغايري لنشاط الخيوط. ^{[ 11 ]}

تتجمع وحدات RecA بشكل تعاوني على الحمض النووي أحادي السلسلة (ssDNA) بوجود ATP لتشكيل خيط بروتيني نووي حلزوني يميني، يتكون من حوالي 6 وحدات لكل لفة، وبخطوة حلزونية تبلغ حوالي 95 أنغستروم. في هذا الخيط، يكون الحمض النووي ممتدًا بمقدار 1.5 ضعف تقريبًا مقارنةً بالشكل B، ويحافظ على هيئته المناسبة للبحث عن التماثل وتبادل السلاسل. ^{[ 3 ] [ 10 ]} يوجد الخيط في حالتين بنيويتين: شكل نشط ممتد مرتبط بـ ATP، وشكل غير نشط مضغوط مرتبط بـ ADP. تضمن التحولات التعاونية بين الوحدات المتجاورة بقاء الخيط فعالًا تحفيزيًا طوال دورة ATPase. ^{[ 11 ] [ 10 ]}

تم اقتراح بروتين RecA كهدف دوائي محتمل لعلاج العدوى البكتيرية. ^{[ 20 ]} وقد تم تحديد جزيئات صغيرة تتداخل مع وظيفة RecA. ^{[ 21 ] [ 22 ]} ونظرًا لأن العديد من المضادات الحيوية تُسبب تلفًا في الحمض النووي، وتعتمد جميع البكتيريا على RecA لإصلاح هذا التلف، فإنه يُمكن استخدام مثبطات RecA لتعزيز فعالية المضادات الحيوية. كما قد تُؤخر مثبطات RecA ظهور مقاومة البكتيريا للأدوية أو تمنعها. ^{[ 20 ]}

اكتُشف بروتين RecA عام 1965 على يد ألفين ج. كلارك وآن دي مارغوليس خلال عمليات فحص جيني لسلالات الإشريكية القولونية التي تعاني من نقص في إعادة التركيب . ^{[ 23 ] [ 24 ]} واختير اسم الجين "rec"، الذي نُشر لأول مرة عام 1969، للدلالة على دوره في عملية إعادة التركيب. ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]} وفي عام 1976، استُنسخ جين recA لأول مرة على يد كيفن ماكنتي. ^{[ 28 ] [ 29 ]} وبعد ذلك بوقت قصير، نُقّي البروتين لأول مرة من قِبل عدة مجموعات بحثية. ^{[ 25 ] [ 23 ]} وأدى تنقية البروتين إلى عدد من الإنجازات في فهم الخصائص البيوكيميائية لبروتين RecA. ونُشرت أول بنية بلورية لبروتين RecA عام 1992، أي بعد ما يقرب من 30 عامًا من اكتشافه. ^{[ 30 ]}

حددت الأبحاث اللاحقة بروتينات ذات صلة، بما في ذلك RecBCD و RecF . ^{[ 23 ] [ 31 ]}