Ключова разлика - ремонт на несъответствие срещу ремонт на ексцизия на нуклеотиди
Десетки и хиляди увреждания на ДНК възникват в клетката на ден. Той предизвиква промени в клетъчните процеси като репликация, транскрипция, както и жизнеспособността на клетката. В някои случаи мутациите, причинени от тези увреждания на ДНК, могат да доведат до вредни заболявания като рак и свързани със стареенето синдроми (напр. Progeria). Независимо от тези увреждания, клетката инициира високо организиран механизъм за каскадно възстановяване, наречен ДНК повреди. В клетъчната система са идентифицирани няколко системи за възстановяване на ДНК; те са известни като Базов ексцизионен ремонт (BER), Несъответствие (MMR), Нуклеотиден ексцизиен ремонт (NER), Двойно верижен ремонт Поправянето на ексцизия на нуклеотиди е изключително гъвкава система, която разпознава обемисти деформации на ДНК деформация на спирала и ги отстранява. От друга страна, поправката на несъответствието замества неправилно включените бази по време на репликация. Основната разлика между възстановяването на несъответствието и възстановяването на нуклеотидната ексцизия е, че нуклеотидната ексцизионна поправка (NER) се използва за отстраняване на пиримидинови димери, образувани от ултравиолетово облъчване и обемни спирални лезии, причинени от химически адукти, докато системата за възстановяване на несъответствието играе важна роля за коригиране на неправилно включени бази, които имат избягал от репликационни ензими (ДНК полимераза 1) по време на пострепликация. В допълнение към несъответстващите бази, протеините на MMR системата могат също така да поправят контурите за вмъкване / изтриване (IDL), които са резултат от приплъзване на полимеразата по време на репликация на повтарящи се ДНК последователности.
СЪДЪРЖАНИЕ
1. Общ преглед и ключова разлика
2. Какво е ремонт на несъответствие
3. Какво представлява ремонт на ексцизия на нуклеотиди
4. Сравнение едно до друго - Ремонт на несъответствие спрямо ремонт на ексцизия на нуклеотиди
5. Обобщение
Какво представлява ремонт на ексцизия на нуклеотиди?
Най-отличителната черта на възстановяването на ексцизия на нуклеотиди е, че той възстановява модифицираните нуклеотидни повреди, причинени от значителни изкривявания в ДНК двойната спирала. Наблюдава се при почти всички организми, които са изследвани до момента. Uvr A, Uvr B, Uvr C (ексинуклеази) Uvr D (хеликаза) са най-известните ензими, участващи в NER, които задействат възстановяването на ДНК в моделния организъм Ecoli. Uvr ABC ензимен комплекс с множество субединици произвежда полипептидите Uvr A, Uvr B, Uvr C. Гените, кодирани за гореспоменатите полипептиди, са uvr A, uvr B, uvr C. Ензимите Uvr A и B колективно разпознават увреждането, причинено от изкривяването, причинено на двойната спирала на ДНК като пиримидинови димери поради UV облъчване. Uvr A е АТФазен ензим и това е автокаталитична реакция. След това Uvr A напуска ДНК, докато комплексът Uvr BC (активна нуклеаза) разцепва ДНК от двете страни на увреждането, катализирано от АТФ. Друг протеин, наречен Uvr D, кодиран от гена uvrD, е ензимът хеликаза II, разгръща ДНК, което е резултат от освобождаването на едноверижен увреден ДНК сегмент. Това оставя празнина в спиралата на ДНК. След изрязването на повредения сегмент в нишката на ДНК остава 12-13 нуклеотидна процеп. Това се запълва от ензима ДНК полимераза I и никът се запечатва от ДНК лигазата. АТФ се изисква на три етапа от тази реакция. Механизмът NER може да бъде идентифициран и при хора, подобни на бозайници. При хората състоянието на кожата, наречено Xeroderma pigmentosum, се дължи на ДНК димерите, причинени от UV облъчване. Гените XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF и XPG произвеждат протеини, които заместват увреждането на ДНК. Протеините на гените XPA,XPC, XPE, XPF и XPG имат нуклеазна активност. От друга страна, протеините на XPB и XPD гените показват хеликазната активност, която е аналог на Uvr D в E coli.
Фигура 01: Възстановяване на ексцизия на нуклеотиди
Какво е поправка на несъответствие?
Системата за възстановяване на несъответствието се стартира по време на синтеза на ДНК. Дори и с функционалната € субединица, ДНК полимераза III позволява включването на грешен нуклеотид за синтеза на всеки 10 8базови двойки. Протеините за възстановяване на несъответствия разпознават този нуклеотид, изрязват го и го заменят с правилния нуклеотид, отговорен за крайната степен на точност. ДНК метилирането е ключово за MMR протеините да разпознаят родителската верига от новосинтезираната верига. Метилирането на аденин (А) нуклеотид в GATC мотив на новосинтезирана верига е малко забавено. От друга страна, родителската верига аденин нуклеотид в GATC мотив вече е метилиран. MMR протеините разпознават новосинтезираната верига по тази разлика от родителската верига и започват възстановяване на несъответствие в новосинтезирана верига, преди да се метилира. MMR протеините насочват своята възстановителна активност към изрязване на грешния нуклеотид, преди новоповторената ДНК верига да бъде метилирана. Ензимите Mut H, Mut L и Mut S, кодирани от гени mut H, mut L,mut S катализира тези реакции в Ecoli. Протеинът Mut S разпознава седем от осем възможни двойки базови несъответствия, с изключение на C: C, и се свързва на мястото на несъответствието в дуплексната ДНК. Със свързани ATP, Mut L и Mut S се присъединяват към комплекса по-късно. Комплексът премества няколко хиляди базови двойки, докато открие хеметилиран GATC мотив. Спящата нуклеазна активност на протеина Mut H се активира, след като открие хеметилиран GATC мотив. Той разцепва неметилираната ДНК верига, оставяйки 5 'n на G нуклеотид от неметилиран GATC мотив (новосинтезирана ДНК верига). След това същата верига от другата страна на несъответствието е обозначена от Mut H. В останалите стъпки колективните действия на Uvr D хеликазен протеин, Mut U, SSB и екзонуклеаза I изрязват неправилния нуклеотид в едноверижната ДНК. Празнината, която се образува при изрязването, се запълва от ДНК полимераза III и се запечатва от лигаза. Подобна система може да бъде идентифицирана при мишки и хора. Мутацията на човешки hMLH1, hMSH1 и hMSH2 участва в наследствения неполипозен рак на дебелото черво, който дерегулира клетъчното делене на клетките на дебелото черво.
Фигура 02: Ремонт на несъответствие
Каква е разликата между ремонт на несъответствие и ремонт на ексцизия на нуклеотиди?
Различна статия Средна преди таблица
Ремонт на несъответствие срещу ремонт на ексцизия на нуклеотиди |
|
| Системата за поправяне на несъответствия възниква по време на репликацията. | Това участва в премахването на пиримидиновите димери поради UV облъчване и други ДНК лезии поради химически адукт. |
| Ензими | |
| Той се катализира от Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB и екзонуклеаза I. | Той се катализира от ензимите Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD. |
| Метилиране | |
| От основно значение е да се инициира реакцията. | ДНК метилирането не е необходимо за иницииране на реакцията. |
| Действие на ензимите | |
| Mut H е ендонуклеаза. | Uvr B и Uvr C са екзонуклеази. |
| Повод | |
| Това се случва специално по време на репликация. | Това се случва при излагане на UV или химически мутагени, а не по време на репликация |
| Запазване | |
| Той е силно консервиран | Той не е силно консервиран. |
| Запълване на празнини | |
| Извършва се от ДНК полимераза III. | Извършва се от ДНК полимераза I. |
Резюме - Ремонт на несъответствие срещу ремонт на ексцизия на нуклеотиди
Възстановяването на несъответствието (MMR) и нуклеотидната ексцизионна поправка (NER) са два механизма, които се извършват в клетката, за да се отстранят уврежданията и изкривяванията на ДНК, причинени от различни агенти. Те са общо наречени като механизми за възстановяване на ДНК. Нуклеотидната ексцизионна поправка възстановява модифицираните нуклеотидни повреди, обикновено онези значителни повреди на двойната спирала на ДНК, които се случват поради излагане на UV облъчване и химически адукти. Протеините за възстановяване на несъответствие разпознават грешния нуклеотид, изрязват го и го заменят с правилен нуклеотид. Този процес е отговорен за крайната степен на точност по време на репликацията.
