Bertucat Guillaume, Richard Lavery, Chantal Prevost
Laboratoire de Biochimie Théorique, CNRS UPR 9080, Institut de Biologie Physico-Chimique
13 rue Pierre et Marie Curie, F-75005 Paris

RecA polymérise autour d'un simple brin d'ADN pour former un filament nucleoprotéique [1,2]. Celui-ci reconnaît une séquence homologue d'un double brin d'ADN en se liant très probablement du coté du petit sillon [3,4]. Il s'ensuit un échange de brins entre le simple brin et le duplex. Par une étude de modélisation moléculaire, nous proposons comme intermédiaire d'association une triple hélice parallèle où le simple brin occupe le petit sillon du duplex [5]. Cette triple hélice est stabilisée par des interactions d'un type nouveau. Nous montrons qu'elle est stable dans les conditions d'étirement et de déroulement imposées par RecA. De plus, les positions respectives des bases permettent un échange aisé des appariements Watson-Crick au sein de chaque triplet, conduisant à la formation d'une triple hélice où le simple brin occupe le grand sillon de l'hétéroduplex [6]. Cette transition entre les deux triples hélices étirées est largement exothermique. Elle constitue le premier modèle, à l'échelle atomique, de l'échange de brins induit par RecA lors de la recombinaison homologue. Le rôle de RecA suggéré par ce modèle consisterait principalement à préparer la conformation du simple brin pour sa future interaction et à guider l'approche du duplex coté petit sillon tout en stabilisant sa forme étirée. L'échange de brins à l'intérieur du complexe d'association résulterait alors des propriétés intrinsèques des triples hélices impliquées.

[1] S. C. Kowalczykowski and A. K. Eggleston. 1994. Homologous pairing and DNA strand-exchange proteins. Annu. Rev. Biochem. 63:991-1043
[2] H. Kurumizaka and T. Shibata. 1996. Homologous recognition by RecA protein using non-equivalent three DNA-strand-binding sites. J. Biochem. 119:216-223
[3] R. Baliga, J. W. Singleton and P. B. Dervan. 1995. RecA.oligonucleotide filaments bind in the minor groove of double-stranded DNA. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92:10393-10397
[4] X. Zhou and K. Adzuma. 1997. DNA strand exchange mediated by the Escherichia coli RecA protein initiates in the minor groove of double-stranded DNA. Biochemistry 36:4650-4661
[5] G. Bertucat, R. Lavery and C. Prévost. 1998. A model for parallel triple helix formation by RecA: Single-strand association with a homologous duplex via the minor groove. J. Biomol. Struct. Dynam. 16:535-546
[6] G. Bertucat, R. Lavery and C. Prévost. A molecular model for RecA promoted strand exchange via parallel triple-stranded helices. Biophysical Journal, soumis