[왓슨 분자생물학] 11장 분자수준에서의 상동재조합-3

11.3 상동재조합 단백질 기구

- RecBCD : E. coli 경로. 핵산분해효소 역할 DSB 수선경로 → 재조합 촉진

- RecA : 가닥교환단백질 (strand exchange protein)

 

1. RecBCD Helicase/ 핵산분해효소

- 역할 : 재조합을 위해 절단된 DNA 분자를 가공 → 절단 DNA를 단일가닥 DNA 꼬리를 만든다

RecA 가닥교환단백질이 단일가닥 말단에 결합하도록 도움

세포 내로 들어오는 DNA 분자를 파괴할 지, 재조합할 지 결정

- 3개 단위체로 구성. DSB 위치에서 DNA 결합하여 ATP 이용하여 DNA를 따라 이동

→ DNA 풀림, 이중가닥 파괴

- RecBCD 활성은 카이자리 DNA 염기서열에 의해 조절

- RecBCD로 가공된 단일 꼬리는 재조합을 위해 RecA 단백질로 보호되어야 함 (SSB과 RecA 경쟁)

- RecBCD 가 직접적으로 RecA와 상호작용하여 SSB보다 먼저 조립

 

2. 카이자리는 RecBCD 조절

- 카이자리 부근에서 재조합빈도 10배 증가. 카이자리 한 쪽에서만 특이적으로 촉진

- DSB와 카이자리 사이에서는 DNA 조각이 너무 잘게 잘려 재조합 할 수 없다.

- 카이자리는 8 nt.

- E. coli 에 많이 존재 (SSB로 부터 복제됨) RecBCD 활성하면 단일가닥을 많이 만들어 재조합활성이 좋다.

- RecBCD는 외부 DNA 유입으로부터 보호

카이자리의 재조합 빈도 방향성. 카이자리가 있으면 주변 서열의 재조합 빈도를 증가시킨다.

 

3. RecA 단백질 역할 (strand exchange protein)

- 단일가닥 DNA에 조립하여 가닥침투

- 두 염기서열 상동성을 탐색.

- 실제 염기쌍을 형성하기 위한 조건 3가지

① 두 DNA 사이 염기서열의 상동성이 있어야 함.

② 단일가닥 DNA 부분이 존재해야함.

③ 상보적 DNA 말단이 존재해야함.

- RecA 활성상태 : 단백질-DNA 섬유구조. 4가닥까지 DNA 수용 가능. 단일가닥에서 5‘→3’ 방향성 섬유 형성. 염기서열을 탐색하고 가닥교환이 일어난다.

RecA 가닥교환 형태의 여러 종류

 

4. RecA 섬유구조 역할

- RecA 섬유가 DNA 분자에 조립되어야한다. (5‘→3’)

- 섬유구조 내 DNA(1차 결합부) + 새 DNA 한 가닥(2차 결합부) 사이를 중매하는 역할(상동성 탐색)

- 이 위치 결합은 빠르고 약하며 RecA 섬유는 넓은 범위의 DNA 상동성을 탐색할 수 있다.

- 이음새분자(Joint molecule) : Heteroduplex + RecA가 결합된 삼중구조. 혼성 DNA(Heteroduplex)가 존재하는 이음새분자 내에서 DNA 가닥교환이 일어난다. 

a. 이질이중가닥 : 이음새분자. RecA가 결합된 혼성 DNA 삼중구조.

 

5. RuvAB 복합체 역할

- 홀리데이 연결부를 인지하여 가지이동을 촉진 (속도증가)

- RuvA : 홀리데이 특이적 결합단백질. RuvB를 부른다.

- RuvB : ATPase 6량체. ATP를 제공하여 빠르게 가지이동을 돕는다.

 

6. RuvC 역할

- 홀리데이에서 DNA 가닥을 잘라 재조합 종결 (핵산내부분해효소)

- 홀리데이에 연결된 RuvAB 복합체를 인지, DNA 특정 구조·서열 인지 (가지이동 했는지 체크)

 

 

 

참고문헌 :  Watson. (2014). 왓슨 분자생물학(7판). (주)바이오사이언스출판