Khởi đầu
RecBCD chỉ thực hiện được nhiệm vụ tái tổ hợp của nó khi cả ba tiểu đơn vị trên kết hợp với nhau và trượt đến vị trí KAI (hình 3). Lúc đó, tổ hợp sẽ xử lí tuần tự như sau:[22], [23], [24]
Hình 5: Khi RecBCD gặp trình tự KAI sẽ xảy ra bốn bước tuần tự: 1 - 4 (con đường mũi tên nét rời màu đỏ).
- - Bước 1: RecC nhận biết vị trí KAI khi trượt đến vị trí này (hình 5.1).
- - Bước 2: RecC tín hiệu về "trung tâm" của RecD báo ngừng hoạt động (hình 5.2).
- - Bước 3: RecD khi đã ngừng hoạt động, sẽ tín hiệu về "trung tâm" của RecB cắt đoạn ADN (hình 5.3).
- - Bước 4: RecB khởi động chức năng nuclêaza (hình 5.4), tiếp tục dãn xoắn và tải RecA.
Tiếp diễn
- RecC và RecD kết hợp với đầu 5' của sợi ADN. RecD được cho là tương tác với RecC và có thể đóng một vai trò trong việc định hướng đầu 5'. Chúng tách hai sợi đã rời nhau và tạo vòng, rồi cắt sợi có vị trí KAI (CHI site trong hình 6).[23]
Hình 6: RecBCD cắt sợi KAI (CHI).
- Sau đó, prôtêin recA được tải lên sợi vòng này, chuẩn bị cho quá trình tái tổ hợp (hình 7).
- Khi cả tổ hợp enzym RecBCD di chuyển trên ADN, chúng bao quanh ("ôm") cả hai sợi (xem thêm cơ chế hoạt động này ở trang Hêlicaza). Sự di chuyển được hỗ trợ bởi thủy phân ATP trong các "động cơ" helicase của RecB và của RecD. Khi di chuyển đến vị trí KAI, recC nhận biết và sợi đơn ADN có vị trí KAI nằm lọt trong RecC. Nhận được "tin" từ recC, hai tiểu đơn vị còn lại hoạt động, nhưng RecD nhanh hơn nên hình thành một vòng sợi đơn phía trước của RecB chậm hơn. Do đó một vòng sợi đơn nhỏ được tạo ra trước khi RecB tác động, nên tạo ra đoạn sợi đơn ADN có hai đầu: đầu 3' ngắn 'và đầu 5' dài hơn và hai vòng này đã quan sát được bằng kính hiển vi điện tử, gọi là cấu trúc vòng hai đuôi (loop 2 tail).[9], [24]
Hình 7: RecA được tải lên sợi đơn (có
vị trí KAI) đã bị cắt.
- Từ các vòng này có thể tạo ra một mạch đơn bổ sung cho chúng, hình thành cấu trúc hai vòng tạm thời gọi là "tai thỏ" (rabbit ears), rồi hình thành "ngã tư Holliday" gồm sợi chứa vị trí KAI như ở hình 8.[18]
- Kết quả là có thể dẫn đến trao đổi chéo (crossover) hoặc không (noncrossover) như mô tả ở hình 9.[25]
- Như vậy, cách mà RecBCD đã sử dụng chính là phương thức DSB (double-strand breaks, tức là làm đứt sợi đôi). Tóm lại, khởi đầu trên ADN sợi kép, tổ hợp dãn xoắn ADN cắt tại một sợi đơn ở vị trí KAI, tạo ra một đầu 3'. Ở sợi đơn ADN này, nó tải nhiều phân tử RecA, gây phản ứng trao đổi sợi đơn ADN với một phân tử ADN khác còn nguyên vẹn lấy ở tế bào E. coli. Các bước tóm tắt là:
- Tách ADN ở KAI.
- Tạo vòng sợi đơn.
- Cắt sợi đơn ở mạch có KAI.
- Tải RecA lên đoạn vừa cắt.
- RecA tải đoạn nu ở ADN khác lên, tạo "tai thỏ".
Hình 8: Sợi vòng có recA tạo "tai thỏ" chuẩn bị tái tổ hợp.
- Trao đổi tương hỗ hai đoạn ADN gây tái tổ hợp tương đồng (hình 8) hoặc gây tái tổ hợp nhưng không trao đổi qua lại, vì khởi đầu quá trình nhân đôi ở chạc của ADN kia.
- Nối mạch hình thành 2 đoạn mới (hình 9).
