Chức năng chung
Hình 3: Tổ hợp RecBCD đang tiến đến
vị trí KAI (CHI site).
RecBCD là phức hợp prôtêin nhiều chức năng, trong đó chức năng chủ chốt là gây tái tổ hợp tương đồng ở vi khuẩn. Những chức năng này chỉ thực hiện khi các tiểu đơn vị đã liên kết với nhau và ở vị trí KAI (hình 3)
- Chức năng êxônuclêaza ADN.
Đây là chức năng của lớp enzym nuclêaza (nuclease), nhưng chỉ cắt bỏ liên kết phôtpho-đi-este ở đầu mút phân tử ADN, nghĩa là cắt đứt chuỗi pôlynuclêôtit của ADN ở phía đầu chuỗi. Chức năng này cần năng lượng (ATP), nên còn gọi là êxônuclêaza phụ thuộc ATP (ATP-dependent DNA exonuclease). Enzym RecBCD có thể thực hiện:
- Chức năng êxônuclêaza phụ thuộc ATP sợi đơn (cắt một sợi).
- Chức năng êxônuclêaza phụ thuộc ATP sợi kép (cắt cả hai sợi).
Tên đầy đủ của chức năng này là ATPaza phụ thuộc ADN. Đây thực chất là chức năng thuỷ phân ATP, biến đổi ATP thành ADP và giải phóng năng lượng kèm theo Pi (tức gốc phôtphat vô cơ) cần dùng khi "cắt" liên kết phôtpho-đi-este của ADN.[14], [15] Nhờ chức năng này, cả tổ hợp như một phân tử có "động cơ" chuyển động được dọc trên ADN mà nó xúc tác.
Đây là chức năng góp phần làm sợi ADN dãn thẳng sau khi đã được tháo xoắn, đồng thời "cắt" các liên kết hy-đrô giữa hai mạch làm tách mạch kép thành hai mạch đơn, gọi tắt là "dãn xoắn – tách mạch".[16] Xem chi tiết về chức năng này ở trang hêlicaza.
Chức năng riêng
- Tiểu đơn vị RecB có cả chức năng hêlicaza và nuclêaza. Nó có thể thủy phân ATP khi ADN tháo xoắn. Từ năm 1985 đã xác định là nó có hoạt tính ATPase phụ thuộc ADN (Hickson et al: "J. Biol. Chem. 260,1224-1229"). Hơn nữa, khả năng này của RecB có thể thay đổi theo cấu trúc và chiều dài ADN.[17] Như trên đã giới thiệu: RecB có chức năng hêlicaza ở vùng đầu N (đầu aminô -NH3) của nó và có chức năng nuclêaza ở vùng đầu C (đầu cacbôxyl -COOH) của nó.[18] Xem mô tả chức năng này ở hình 4.
Hình 4: RecB có 2 vùng chức năng enzym: vùng tách mạch ở đầu
N và cắt ADN (sợi màu đỏ) ở vùng
C.
- Tiểu đơn vị RecC nhận biết vị trí KAI, đồng thời "khía" ở một sợi đơn vài ba nuclêôtit từ đầu 3' làm cho đầu 3' nhô "thò" ra ngoài mà tạo điều kiện cho RecA tải lên 3' rồi góp phần sửa chữa đoạn ADN này gây tái tổ hợp tương đồng.[8][11]
- Tiểu đơn vị RecD có khả năng hêlicaza cả hai chiều (5'-3' và 3'-5') và giải phóng đoạn ADN.[19]
- RecA không thuộc phức hợp này, nhưng đóng vai trò quan trọng cho hoạt động của cả phức hợp RecBCD. Ở E.coli K12, RecA (hay zab) là một prôtêin mã hoá bởi gen cùng tên ở lô-cut 58, có chức năng SOS prophage nghĩa là "báo động cấp cứu" khi có sự lây nhiễm thể thực khuẩn.[20], [21] Các prophage (mầm thể thực khuẩn) thực chất là vật liệu di truyền của thể thực khuẩn, được chèn vào bộ gen của vi khuẩn qua lây nhiễm (transfection) và có thể tạo ra các thể thực khuẩn nếu được kích hoạt thích hợp.
.png){kind=link}
