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RecA filament sliding on DNA facilitates homology search.

Published date 2012 Dec 13

RecA filament sliding on DNA facilitates homology search.

DNAをすべって行っているRecAフィラメントは、相同検索を容易にする。

Published date

2012-12-13

Author

Kaushik Ragunathan, Cheng Liu, Taekjip Ha

Affiliation

Departments of Biophysics.

Abstract

During homologous recombination, RecA forms a helical filament on a single stranded (ss) DNA that searches for a homologous double stranded (ds) DNA and catalyzes the exchange of complementary base pairs to form a new heteroduplex. Using single molecule fluorescence imaging tools with high spatiotemporal resolution we characterized the encounter complex between the RecA filament and dsDNA. We present evidence in support of the 'sliding model' wherein a RecA filament diffuses along a dsDNA track. We further show that homology can be detected during sliding. Sliding occurs with a diffusion coefficient of approximately 8000 bp(2)/s allowing the filament to sample several hundred base pairs before dissociation. Modeling suggests that sliding can accelerate homology search by as much as 200 fold. Homology recognition can occur for as few as 6 nt of complementary basepairs with the recognition efficiency increasing for higher complementarity. Our data represents the first example of a DNA bound multi-protein complex which can slide along another DNA to facilitate target search.DOI:http://dx.doi.org/10.7554/eLife.00067.001.

 

相同的組換えの間、RecAは、同種二重鎖(ds)DNAを捜して、新しいヘテロ二本鎖を形成するために相補塩基対の交換に触媒作用を及ぼす、一本鎖(ss)DNAの上で、耳輪フィラメントを形成する。
高い空間時間的な解像度による単一分子蛍光画像診断ツールを用いて、我々はRecAフィラメントとdsDNAの間に遭遇複合体を特徴づけた。
我々は、RecAフィラメントがdsDNAトラックに沿って広まる『スライド・モデル』を支持して、証拠を提示する。
我々は、相同がスライドすることの間、検出されることができることを更に示す。
スライドすることは、解離の前に検体数百塩基対にフィラメントを許している約8000のbp(2)/sの拡散係数で起こる。
モデリングは、スライドすることが200のひだによっても相同検索を加速することができることを示唆する。
相同認識は、認識効率がより高い相補性のために増加して、わずか6ntの相補的basepairsのために起こることがありえる。
我々のデータは、目標search.DOIを容易にするためにもう一つのDNAに沿って滑動することができるDNA結合性のマルチ・タンパク質複合体の第1の例を意味する:http://dx.doi.org/10.7554/eLife.00067.001.

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