Ključna razlika - popravak neusklađenosti vs popravak nukleotidne ekscizije
Deseci i tisuće oštećenja DNA događaju se u stanici dnevno. Potiče promjene na staničnim procesima kao što su replikacija, transkripcija kao i održivost stanice. U nekim slučajevima mutacije uzrokovane tim oštećenjima DNA mogu dovesti do štetnih bolesti poput raka i sindroma povezanih sa starenjem (npr. Progeria). Bez obzira na ove štete, stanica pokreće visoko organizirani mehanizam za popravak kaskade koji se naziva reakcija na oštećenje DNA. U staničnom sustavu identificirano je nekoliko sustava za popravak DNA; oni su poznati kao popravak bazne ekscizije (BER), popravak neusaglašenosti (MMR), popravak nukleotidne ekscizije (NER), popravak dvostrukog lanca. Popravak nukleotidne ekscizije izuzetno je svestran sustav koji prepoznaje glomazne DNK lezije izobličenja i uklanja ih. S druge strane, popravak neusklađenosti zamjenjuje pogrešno uklopljene baze tijekom replikacije. Ključna razlika između popravka neusklađenosti i popravljanja ekscizije nukleotida je u tome što se popravak ekscizijom nukleotida (NER) koristi za uklanjanje dimeta pirimidina nastalih UV zračenjem i glomaznih lezija spirala uzrokovanih kemijskim aduktima, dok sustav popravljanja neusklađenosti igra važnu ulogu u ispravljanju pogrešno uklopljenih baza koje imaju pobjegao iz replikacijskih enzima (DNA polimeraza 1) tijekom postreplikacije. Uz neusklađene baze, proteini MMR sustava mogu također popraviti petlje za umetanje / brisanje (IDL) koje su rezultat klizanja polimeraze tijekom replikacije ponavljajućih sekvenci DNA.
SADRŽAJ
1. Pregled i ključna razlika
2. Što je popravak neusklađenosti
3. Što je popravak ekscizije nukleotida
4. Usporedba - Usporedba neusklađenosti vs popravak ekscizije nukleotida
5. Sažetak
Što je popravak ekscizije nukleotida?
Najizrazitija značajka popravljanja ekscizije nukleotida je u tome što popravlja modificirana oštećenja nukleotida uzrokovana značajnim izobličenjima u dvostrukoj zavojnici DNA. Primjećuje se u gotovo svim do danas ispitanim organizmima. Uvr A, Uvr B, Uvr C (eksinukleaze) Uvr D (helikaza) su najpoznatiji enzimi koji sudjeluju u NER-u i koji pokreću obnavljanje DNA u modelnom organizmu Ecoli. Uvr ABC multi-podjedinstveni enzimski kompleks proizvodi polipeptide Uvr A, Uvr B, Uvr C. Geni kodirani za spomenute polipeptide su uvr A, uvr B, uvr C. Enzimi Uvr A i B kolektivno prepoznaju izobličenja uzrokovana oštećenjem koja je uzrokovana dvostrukom zavojnicom DNA, poput pirimidinskih dimera zbog UV zračenja. Uvr A je enzim ATPaza i ovo je autokatalitička reakcija. Tada Uvr A napušta DNA, dok Uvr BC kompleks (aktivna nukleaza) cijepa DNA na obje strane oštećenja koja katalizira ATP. Još jedan protein nazvan Uvr D kodiran uvrD genom je enzim helikaze II koji odmotava DNA što je rezultat oslobađanja jednolančanog oštećenog segmenta DNA. To ostavlja prazninu u zavojnici DNA. Nakon što je oštećeni segment izrezan, u lancu DNA ostaje 12-13 nukleotidnog razmaka. To se popunjava enzimom DNA polimeraze I, a nadimak je zapečaćen DNA ligazom. ATP je potreban u tri koraka ove reakcije. NER mehanizam se može identificirati i kod ljudi sličnih sisavcima. Kod ljudi je stanje kože zvano Xeroderma pigmentosum posljedica dimera DNA uzrokovanih UV zračenjem. Geni XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF i XPG proizvode proteine koji zamjenjuju oštećenja DNA. Proteini gena XPA,XPC, XPE, XPF i XPG imaju aktivnost nukleaze. S druge strane, proteini gena XPB i XPD pokazuju helikaznu aktivnost koja je analogna Uvr D u E coli.
Slika 01: Popravak ekscizije nukleotida
Što je popravak neusklađenosti?
Sustav za popravak neusklađenosti započinje tijekom sinteze DNA. Čak i s funkcionalnom € podjedinicom, DNA polimeraza III omogućuje ugradnju pogrešnog nukleotida za sintezu svakih 10 8parovi baza. Proteini za popravak neusklađenosti prepoznaju ovaj nukleotid, izrezuju ga i zamjenjuju ispravnim nukleotidom odgovornim za konačni stupanj točnosti. Metilacija DNA presudna je za MMR proteine da prepoznaju roditeljski lanac iz novo sintetiziranog lanca. Metilacija nukleotida adenina (A) u GATC motivu novosintetiziranog lanca malo je odgođena. S druge strane, adeninski nukleotid matičnog lanca u motivu GATC već je metiliran. MMR proteini prepoznaju novo sintetizirani lanac po toj razlici od roditeljskog lanca i započinju popravak neusklađenosti u novo sintetiziranom lancu prije nego što se metilira. MMR proteini usmjeravaju svoje popravljačke aktivnosti na izrezivanje pogrešnog nukleotida prije nego što se novo replicirani DNA lanac metilira. Enzimi Mut H, Mut L i Mut S kodirani genima mut H, mut L,mut S kataliziraju ove reakcije u Ecoliju. Protein Mut S prepoznaje sedam od osam mogućih parova baza neusklađenosti, osim C: C, i veže se na mjestu neusklađenosti u dupleksnoj DNA. Sa vezanim ATP-ima, Mut L i Mut S kasnije se pridružuju kompleksu. Kompleks translocira nekoliko tisuća baznih parova dok ne pronađe hemimetilirani GATC motiv. Neaktivna aktivnost nukleaze Mut H proteina aktivira se nakon što pronađe hemimetilirani GATC motiv. Cijepa nemetilirani DNA lanac, ostavljajući 5 ′ na G nukleotidu nemetiliranog GATC motiva (novo sintetizirani DNA lanac). Zatim je isti lanac s druge strane neusklađenosti nadrezao Mut H. U ostatku koraka, kolektivne akcije Uvr D proteina helikaze, Mut U, SSB i eksonukleaza I izrezuju netočni nukleotid u jednolančanoj DNK. Jaz koji nastane pri izrezivanju popunjava se DNA polimerazom III i zatvara ligazom. Sličan sustav može se identificirati kod miševa i ljudi. Mutacija humanog hMLH1, hMSH1 i hMSH2 uključena je u nasljedni nepolipozni rak debelog crijeva koji deregulira staničnu diobu stanica debelog crijeva.
Slika 02: Popravak neusklađenosti
Koja je razlika između popravaka neusaglašenosti i popravaka nukleotidnog izrezivanja?
Diff Article Sredina prije tablice
Popravak neusklađenosti vs popravak ekscizije nukleotida |
|
| Sustav za popravak neusklađenosti javlja se tijekom post-replikacije. | To je uključeno u uklanjanje dimeta pirimidina zbog UV zračenja i drugih DNK lezija zbog kemijskog adukta. |
| Enzimi | |
| Kataliziraju ga Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB i egzonukleaza I. | Kataliziraju ga enzimi Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD. |
| Metilacija | |
| Ključno je pokrenuti reakciju. | Za pokretanje reakcije nije potrebna metilacija DNA. |
| Djelovanje enzima | |
| Mut H je endonukleaza. | Uvr B i Uvr C su egzonukleaze. |
| Prigoda | |
| To se događa posebno tijekom replikacije. | To se događa kada je izložen UV ili kemijskim mutagenima, a ne tijekom replikacije |
| Konzervacija | |
| Visoko je konzerviran | Nije visoko konzervirano. |
| Popunjavanje praznina | |
| To čini DNA polimeraza III. | To čini DNA polimeraza I. |
Sažetak - Popravak neusklađenosti vs popravak ekscizije nukleotida
Popravak neusklađenosti (MMR) i popravak ekscizije nukleotida (NER) dva su mehanizma koja se odvijaju u stanici kako bi se ispravile oštećenja i izobličenja DNA koja su uzrokovana raznim agensima. Oni su zajednički nazvani mehanizmima za popravak DNA. Ekscizijskim popravkom nukleotida popravljaju se modificirana oštećenja nukleotida, obično ona značajna oštećenja dvostruke zavojnice DNA koja se događaju zbog izloženosti UV zračenju i kemijskim aduktima. Proteini za popravak neusklađenosti prepoznaju pogrešan nukleotid, izrezuju ga i zamjenjuju ispravnim nukleotidom. Ovaj je postupak odgovoran za konačni stupanj točnosti tijekom replikacije.
