Különbség az eltérés-javítás és a nukleotid-kiszorítás javítása között

Legfontosabb különbség - eltérés-javítás vs. nukleotid-kiszorítás-javítás
 

Naponta több tucat és ezer DNS-károsodás fordul elő a sejtben. Ez indukálja a sejtfolyamatok változásait, például replikációt, transzkripciót, valamint a sejt életképességét. Egyes esetekben a DNS-károsodások által okozott mutációk káros betegségekhez vezethetnek, például rákokhoz és öregedéssel kapcsolatos szindrómákhoz (pl .: Progeria). Ezen károsodásoktól függetlenül a sejt egy jól szervezett kaszkád-javítási mechanizmust indít, amelyet DNS károsodási válaszoknak neveznek. Számos DNS-javító rendszert azonosítottak a celluláris rendszerben; ezeket úgy nevezzük, mint az alapkivágás javítása (BER), a nem megfelelő javítás (MMR), a nukleotidkivágás javítása (NER), a dupla szálú törés javítása. A nukleotidkivágás javítása rendkívül sokoldalú rendszer, amely felismeri és eltávolítja a terjedelmes hélix-torzító DNS-elváltozásokat. Másrészt, a nem megfelelő javítás felváltja a nem megfelelően beépített bázisokat a replikáció során. A legfontosabb különbség az eltérés-javítás és a nukleotidkivágás-javítás között az A nukleotidkivágás-javítást (NER) arra használják, hogy eltávolítsák az UV besugárzás és a kémiai addukciók által okozott terjedelmes hélixis léziók által előállított pirimidin dimereket, míg az eltérés-helyreállítási rendszer fontos szerepet játszik a replikációs enzimektől (DNS polimeráz 1) elmenekülő rosszul beépített bázisok helyreállításában.. A nem egyező bázisok mellett az MMR rendszer fehérjék is javíthatják a beillesztési / deléciós hurkokat (IDL), amelyek a polimeráz csúszásának eredményei az ismétlődő DNS szekvenciák replikációja során.

TARTALOMJEGYZÉK
1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi az a nem megfelelő javítás?
3. Mi a nukleotidkivágás javítása?
4. Összehasonlítás egymással - eltérés-javítás vs. nukleotid-kimetszés-javítás
5. Összegzés

Mi a nukleotidkivágás javítása??

A nukleotidkivágás javításának legkülönlegesebb jellemzője, hogy javítja a módosított nukleotidkárosodásokat, amelyeket a DNS kettős spirál jelentős torzulása okoz. Ez szinte minden olyan szervezetben megfigyelhető, amelyet naprakészen vizsgáltak. Uvr A, Uvr B, Uvr C (excinukleázok) Az Uvr D (helikáz) a NER-ben résztvevő legismertebb enzimek, amelyek kiváltják a DNS helyreállítását az Ecoli modellorganizmusban. Az Uvr ABC több alegységű enzimkomplex az Uvr A, Uvr B, Uvr C polipeptideket állítja elő. A fent említett polipeptidekhez kódolt gének az uvr A, uvr B, uvr C. Az Uvr A és B enzimek együttesen felismerik a kettős DNS-spirál, például az UV-besugárzás által okozott károsodás okozta torzulást, például a pirimidin dimmerjeit. Az Uvr A egy ATPáz enzim, és ez egy autokatalitikus reakció. Ezután az Uvr A elhagyja a DNS-t, míg az Uvr BC komplex (aktív nukleáz) hasítja a DNS-t az ATP által katalizált károsodás mindkét oldalán. Egy másik, az UvrD nevű protein, amelyet az uvrD gén kódol, egy helikáz II enzim, amely megszabadítja a DNS-t, amely az egyszálú sérült DNS szegmens felszabadulásának eredménye. Ez rést hagy a DNS spiráljában. A sérült szegmens kivágása után a DNS-szálban 12-13 nukleotidrés marad. Ezt az I DNS-polimeráz enzim tölti ki, és a nick-et lezárja a DNS-ligáz. ATP-re van szükség a reakció három lépésében. A NER mechanizmus az emlős-szerű emberekben is azonosítható. Az embereknél a Xeroderma pigmentosumnak nevezett bőrbetegséget az UV-besugárzás által okozott DNS-dimerok okozzák. Az XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF és XPG gének fehérjéket termelnek a DNS károsodás helyett. Az XPA, XPC, XPE, XPF és XPG gének fehérjék nukleázaktivitással rendelkeznek. Másrészről, az XPB és az XPD gének fehérjei megmutatják a helikázaktivitást, amely az Uvr D-vel analóg E coli.

01. ábra: Nukleotidkivágás javítása

Mi az a nem megfelelő javítás??

A nem-megegyező javítórendszert a DNS-szintézis során indítják el. Még a funkcionális € alegységgel is, a DNS-polimeráz III lehetővé teszi a helytelen nukleotid beépítését a szintézis céljára 10 évente.⁸ alappárok. A nem megfelelő javítófehérjék felismerik ezt a nukleotidot, kivágják és helyettesítik a helyes nukleotiddal, amely a végső pontosságért felelős. A DNS-metilezés központi szerepet játszik abban, hogy az MMR-fehérjék felismerjék a szülői szálat az újonnan szintetizált szálból. Az adenin (A) nukleotid metilezése az újonnan szintetizált szál GATC motívumában kissé késik. Másrészről, a GATC motívumban szereplő szülő szál adenin nukleotid már metilezett. Az MMR fehérjék felismerik az újonnan szintetizált szálat a szülő szálaktól való ezen különbség alapján, és az újonnan szintetizált szál szétválasztása megkezdődik, mielőtt metilálódna. Az MMR fehérjék javító aktivitásukat úgy irányítják, hogy ürítsék ki a rossz nukleotidot, mielőtt az újonnan replikált DNS-szál metileződik. A mut H, mut L, mut S gének által kódolt Mut H, Mut L és Mut S enzimek katalizálják ezeket a reakciókat az Ecoli-ban. A Mut S protein a nyolc lehetséges nem megfelelő bázispárt felismeri a C: C kivételével, és kötődik a duplex DNS eltérés helyén. A kötött ATP-kkel a Mut L és a Mut S később csatlakozik a komplexhez. A komplex néhány ezer bázispárt távolít el, amíg hemimilezett GATC motívumot nem talál. A Mut H protein alvó nukleázaktivitása akkor aktiválódik, amikor hemimilezett GATC motívumot talál. Ez hasítja a nem metilezett DNS-szálat, így egy 5'-nick marad a metilálatlan GATC-motívum G ún. Nukleotidjában (újonnan szintetizált DNS-szál). Ezután ugyanazt a szálat az eltérés másik oldalán Mut H. réselte. A többi lépésnél az Uvr D együttes fellépései egy helikázproteint, a Mut U-t, az SSB-t és az exonukleázot kimetszik a helytelen nukleotidból az egyszálú DNS-t. Az ürítés során kialakult rést a DNS-polimeráz III kitölti és ligázzal lezárja. Hasonló rendszer azonosítható egerekben és emberekben. A humán hMLH1, hMSH1 és hMSH2 mutációja szerepet játszik az örökletes nonpolipózisos vastagbélrákban, amely deregulálja a vastagbél sejtek megoszlását.

02 ábra: Az eltérések javítása

Mi a különbség az eltérés-javítás és a nukleotid-kiszorítás javítása között?

Nem megfelelő illesztés vs. nukleotid kimetszés javítás
Nem megfelelő javítási rendszer fordul elő a replikáció után.	Ez az UV-besugárzás és a kémiai adduktumok miatti egyéb DNS-léziók okozta pirimidin-dimerek eltávolításában vesz részt.
enzimek
Ezt katalizálja a Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB és I exonukleáz..	Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD enzimek katalizálják.
Metiláció
A reakció kezdete kulcsfontosságú.	A reakció indításához nincs szükség DNS-metilezésre.
Az enzimek hatása
A Mut H endonukleáz.	Az Uvr B és az Uvr C exonukleázok.
Alkalom
Ez kifejezetten a replikáció során történik.	Ez akkor fordul elő, amikor ultraibolya fénynek vagy kémiai mutagéneknek van kitéve, és nem a replikáció során
Megőrzés
Nagyon konzervatív	Nem túl konzervált.
Hézag kitöltése
Ezt a DNS polimeráz III végzi.	Ezt a DNS-polimeráz I végzi.

Összegzés - eltérés-javítás vs. nukleotid-kimetszés-javítás

Az eltérés-javítás (MMR) és a nukleotidkivágás-javítás (NER) két olyan mechanizmus, amely a cellában zajlik a különféle ágensek által okozott DNS-károsodások és torzulások orvoslására. Ezeket együttesen DNS-javító mechanizmusoknak nevezik. A nukleotidkivágás javítása javítja a módosított nukleotidkárosodásokat, jellemzően a DNS kettős spirál jelentős károsodásait, amelyek az UV sugárzásnak és a kémiai adduktumoknak való kitettség miatt következnek be. Az eltérés-javító fehérjék felismerik a helytelen nukleotidot, kivágják és helyettesítik a helyes nukleotiddal. Ez a folyamat felelős a replikáció során a végső pontosságért.

Referencia:
1.Cooper, Geoffrey M. „DNS-javítás”. A cella: molekuláris megközelítés. 2. kiadás.U.S. Országos Orvostudományi Könyvtár, 1970. január 1. Web. 2017. március 09.
2. "A DNS-eltérés javításának mechanizmusai és funkciói." Sejtkutatás. Az Egyesült Államok Nemzeti Orvostudományi Könyvtára, n.d. Web. 2017. március 09.

Kép jóvoltából:
1. „Nukleotidkivágás-javítás-journal.pbio.0040203.g001” Jill O. Fuss, Priscilla K. Cooper - (CC BY 2.5) a Commons Wikimedia segítségével
2. „DNS eltérés javító Ecoli”: Kenji Fukui - (CC BY 4.0) a Commons Wikimedia segítségével