miniatura|307x307px|Diagrama que ilustra o movemento do punto de ramificación entre dous fragmentos homólogos de ADN. A migración ocorre cara á esquerda e detense cando atinxe o final da rexión homóloga. O segundo punto de ramificación á dereita é libre de moverse en ambas as direccións tamén. A migración da rama é o proceso polo cal se intercambian consecutivamente pares de bases en febras de ADN homólogas nunha unión de Holliday, movendo o punto de ramificación máis augas arriba ou abaixo da secuencia de ADN. A migración da rama é o segundo paso da recombinación xenética, que se produce despois do intercambio de dúas febras monocatenarias de ADN entre dous cromosomas homólogos. O proceso é aleatorio, e o punto de ramificación pode desprazarse en ambas as direccións da febra, o que inflúe no grao en que o material xenético será intercambiado. A migración da rama pode tamén verse na reparación do ADN e a replicación do ADN, cando se están enchendo ocos na secuencia. Tamén se dá cando un fragmento alleo de ADN invade unha febra.

Mecanismo O mecanismo para a migración da rama difire entre procariotas e eucariotas.

Procariotas miniatura|Estrutura en X aberto dunha unión de Holliday. RuvA únese ao ADN e acóplase entre as dúas febras polos seus catro lados. RuvA tamén ten un dominio que se acopla dentro do cento da unión. |200x200px O mecanismo da migración da rama en procariotas estudouse moitas veces en Escherichia coli. En E. coli as proteínas RuvA e RuvB xúntanse e forman un complexo que facilita o proceso de varios xeitos. RuvA é un tetrámero e únese ao ADN na unión de Holliday cando está na forma de X aberto. A proteína únese dunha maneira tal que o ADN que entra/sae da unión aínda ten liberdade de rotar e deslizarse. RuvA ten un dominio con residuos de aminoácidos que interfiren cos pares de bases do centro da unión. Isto forza a que os pares de bases se separen para que poidan reaparearse (re-annealing) con pares de bases nas febras homólogas.

Para que se produza a migración, RuvA debe estar aosciado con RuvB e ATP. RuvB ten a capacidade de hidrolizar ATP, impulsando o movemento do punto de ramificación. RuvB é un hexámero con actividade de helicase e tamén se une ao ADN. A medida que se hidroliza o ATP, RuvB rota as fibras recombinadas mentres que as aparta da unión de Holiday, pero non separa as febras como o faría unha helicase.

O paso final na migración da rama chámase resolución e require a intervención da proteína RuvC. A proteína é un dímero, e únese á unión de Holliday cando esta adopta a forma de X empillado (stacked). A proteína ten actividade de endonuclease, e corta as febras exactamente ao mesmo tempo. O corte é simétrico, e dá lugar a dúas moléculas de ADN recombinadas con roturas dunha soa febra.

Eucariotas O mecanismo eucariota é moito máis complexo e nel interveñen proteínas adicionais e diferentes, pero segue un mesmo camiño xeral. Rad54, unha proteína eucariota moi conservada, oligomerízase nas unións de Holliday para promover a migración das ramas.

Arqueas

A helicase (designada como Saci-0814) illada da crenarquea termófila Sulfolobus acidocaldarius disocia estruturas de unión de Holliday do ADN, e mostra actividade de migración da rama in vitro. Nunha cepa de S. acidocaldarius na ue se eliminou a Saci-0814, a frecuencia de recombinación homóloga reducíase á quinta parte comparada coa cepa parental indicando que Saci-0814 está implicada na recombinación homóloga in vivo. Baseándose nesta evidencia parece que Saci-0814 utilízase na recombinación homóloga en S. acidocaldarius e funciona como unha helicase de migración da rama. A recombinación homóloga parece ser unha adaptación importante en hipertermófilos, como S. acidocaldarius, para reparar eficazmente os danos no ADN. A helicase Saci-0814 clasifícase como unha aLhr1 (relacionada coa helicase longa arqueana 1) dentro da superfamilia 2 das helicases, e os seus homólogos están conservados entre as arqueas.

Control

miniatura|A unión de Holliday cambia entre a estrutura de X aberto (arriba) e a estrutura de X empillado (abaixo) dependendo da concentración de Mg2+.|212x212px A taxa de migración da rama depende da cantidade de ións divalentes, especificamente ións magnesio (Mg2+), presentes durante a recombinación. Os ións determinan cal estrutura de unión de Holliday se adoptará, xa que exercen un papel estabilizador. Cando os ións están ausentes, as columnas vertebrais das moléculas repélense e a unión adopta a estrutura en X aberto. Nesta condición, a migración é óptima e a unión terá liberdade de moverse augas arriba e abaixo das febras. Cando os ións están presentes, neutralizan a columna vertebral da molécula cargada negativamente. Isto permite que as febras se movan achegándose e as unións adoptan a estrutura en X empillado. Durante este estado é cando a resolución debe ser óptima, permitindo que RuvC se una á unión.

Notas

Categoría:Procesos celulares Categoría:Xenética molecular