miniatura|307x307px|Diagrama que ilustra o movimento do ponto de ramificação entre dois fragmentos homólogos de ADN. A migração ocorre para a esquerda e detém-se quando atinge o final da região homóloga. O segundo ponto de ramificação à direita é livre de se mover em ambas as direções também.
A migração do ponto de ramificação (ou migração de ramificação) é o processo pelo qual se trocam consecutivamente pares de bases em filamentos de ADN homólogos numa junção de Holliday, movendo o ponto de ramificação mais para montante ou para jusante da sequência de ADN.
A migração do ponto de ramificação é o segundo passo da recombinação genética, que ocorre após a troca de dois filamentos monocatenários de ADN entre dois cromossomas homólogos. O processo é aleatório, e o ponto de ramificação pode deslocar-se em ambas as direções do filamento, o que influi no grau em que o material genético será trocado. A migração do ponto de ramificação pode também ser observada na reparação do ADN e na replicação do ADN, quando se estão a preencher lacunas na sequência. Também ocorre quando um fragmento externo de ADN invade um filamento.
Mecanismo O mecanismo para a migração do ponto de ramificação difere entre procariotas e eucariotas.
Procariotas miniatura|Estrutura em X aberto de uma junção de Holliday. RuvA liga-se ao ADN e acopla-se entre os dois filamentos pelos seus quatro lados. RuvA também possui um domínio que se acopla no centro da junção. |200x200px O mecanismo da migração do ponto de ramificação em procariotas foi estudado frequentemente em Escherichia coli. Em E. coli, as proteínas RuvA e RuvB juntam-se e formam um complexo que facilita o processo de várias formas. A RuvA é um tetrâmero e liga-se ao ADN na junção de Holliday quando esta se encontra na forma de X aberto. A proteína liga-se de tal maneira que o ADN que entra/sai da junção ainda tem liberdade de rodar e deslizar. A RuvA possui um domínio com resíduos de aminoácidos que interferem com os pares de bases do centro da junção. Isto força a que os pares de bases se separem para que possam emparelhar-se novamente (re-annealing) com pares de bases nos filamentos homólogos.
Para que ocorra a migração, a RuvA deve estar associada à RuvB e ao ATP. A RuvB tem a capacidade de hidrolizar ATP, impulsionando o movimento do ponto de ramificação. A RuvB é um hexâmero com atividade de helicase e também se liga ao ADN. À medida que o ATP é hidrolisado, a RuvB roda os filamentos recombinados enquanto os afasta da junção de Holliday, mas não separa os filamentos como faria uma helicase típica.
O passo final na migração do ponto de ramificação chama-se resolução e requer a intervenção da proteína RuvC. A proteína é um dímero e liga-se à junção de Holliday quando esta adota a forma de X empilhado (stacked). A proteína possui atividade de endonuclease e corta os filamentos exatamente ao mesmo tempo. O corte é simétrico e dá origem a duas moléculas de ADN recombinadas com quebras de filamento único.
Eucariotas O mecanismo eucariota é muito mais complexo e nele intervêm proteínas adicionais e diferentes, mas segue o mesmo caminho geral. A Rad54, uma proteína eucariota muito conservada, oligomeriza-se nas junções de Holliday para promover a migração dos pontos de ramificação.
Arqueas A helicase (designada como Saci-0814) isolada da crenarqueia termófila Sulfolobus acidocaldarius dissocia estruturas de junção de Holliday do ADN e mostra atividade de migração do ponto de ramificação in vitro. Numa estirpe de S. acidocaldarius na qual se eliminou a Saci-0814, a frequência de recombinação homóloga reduziu-se para um quinto comparada com a estirpe parental, indicando que a Saci-0814 está implicada na recombinação homóloga in vivo. Com base nesta evidência, parece que a Saci-0814 é utilizada na recombinação homóloga em S. acidocaldarius e funciona como uma helicase de migração do ponto de ramificação. A recombinação homóloga parece ser uma adaptação importante em hipertermófilos, como a S. acidocaldarius, para reparar eficazmente os danos no ADN. A helicase Saci-0814 é classificada como uma aLhr1 (relacionada com a helicase longa arqueia 1) dentro da superfamília 2 das helicases, e os seus homólogos estão conservados entre as arqueias.
Controlo miniatura|A junção de Holliday alterna entre a estrutura de X aberto (em cima) e a estrutura de X empilhado (em baixo), dependendo da concentração de Mg2+.|212x212px A taxa de migração do ponto de ramificação depende da quantidade de iões divalentes, especificamente iões magnésio (Mg2+), presentes durante a recombinação. Os iões determinam qual a estrutura de junção de Holliday que será adotada, uma vez que exercem um papel estabilizador. Quando os iões estão ausentes, as colunas vertebrais das moléculas repelem-se e a junção adota a estrutura em X aberto. Nesta condição, a migração é ideal e a junção terá liberdade de se mover para montante e para jusante dos filamentos. Quando os iões estão presentes, neutralizam a coluna vertebral da molécula carregada negativamente. Isto permite que os filamentos se aproximem e as junções adotem a estrutura em X empilhado. Durante este estado é quando a resolução deve ser ideal, permitindo que a RuvC se ligue à junção.
Categoria:Processos celulares Categoria:Genética molecular