Ero yhteensopimattomuuden ja nukleotidien poistumisen välillä

Keskeinen ero - epäsovituskorjaus vs. nukleotidien poisto
 

Solussa tapahtuu kymmeniä ja tuhansia DNA-vaurioita päivässä. Se indusoi muutoksia soluprosesseissa, kuten replikaatio, transkriptio sekä solun elinkyky. Joissakin tapauksissa näiden DNA-vaurioiden aiheuttamat mutaatiot voivat johtaa vahingollisiin sairauksiin, kuten syöpään ja ikääntymiseen liittyviin oireyhtymiin (esim. Progeria). Näistä vaurioista riippumatta solu aloittaa hyvin organisoidun kaskadin korjausmekanismin, jota kutsutaan DNA-vauriovasteiksi. Solukkojärjestelmässä on tunnistettu useita DNA: n korjausjärjestelmiä; näitä kutsutaan peruspoistokorjaukseksi (BER), epäsuhta-korjaukseksi (MMR), nukleotidien poistokorjaukseksi (NER), kaksoisjuostemurtumien korjaukseksi. Nukleotidien leikkauskorjaus on erittäin monipuolinen järjestelmä, joka tunnistaa ja vie suuret helix-muodonmuutoksen DNA-leesiot. Toisaalta epäsovituskorjaus korvaa väärin sisällytetyt emäkset replikaation aikana. Keskeinen ero epäsovituskorjauksen ja nukleotidien poistokorjauksen välillä on se nukleotidien leikkauskorjausta (NER) käytetään poistamaan UV-säteilytyksen ja kemiallisten adduktien aiheuttamien tilaa vievien helix-leesioiden muodostuneita pyrimidiinidimeerejä, kun taas yhteensopimattomuuden korjausjärjestelmällä on tärkeä merkitys replikoitumisentsyymeistä (DNA-polymeraasi 1) karkaantuneiden väärin integroituneiden emästen korjaamisessa jälkireplikaation aikana. Soveltumattomien emästen lisäksi, MMR-järjestelmän proteiinit voivat myös korjata insertioita / deleetiopiirejä (IDL), jotka ovat tulosta polymeraasin liukumisesta toistuvien DNA-sekvenssien replikaation aikana.

SISÄLLYS
1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on epäsuhta korjaaminen
3. Mikä on nukleotidien poiston korjaus
4. Vertailu rinnakkain - epäsovituskorjaus vs. nukleotidien poisto
5. Yhteenveto

Mikä on nukleotidien poistokorjaus?

Nukleotidien leikkaamisen korostavin piirre on, että se korjaa modifioidut nukleotidivauriot, jotka aiheutuvat DNA-kaksoiskierukan merkittävistä vääristymistä. Sitä havaitaan melkein kaikissa ajan tasalla tutkituissa organismeissa. Uvr A, Uvr B, Uvr C (eksinukleaasit) Uvr D (helicase) on NER: ssä tunnetuimmat entsyymit, jotka laukaisevat DNA: n korjaamisen malli-organismissa Ecoli. Uvr ABC -yksikköentsyymikompleksi tuottaa Uvr A-, Uvr B-, Uvr C -polypeptidejä. Edellä mainituille polypeptideille koodatut geenit ovat uvr A, uvr B, uvr C. Uvr A ja B -entsyymit tunnistavat yhdessä vahingon aiheuttaman vääristymisen, joka aiheutuu DNA: n kaksoiskierreelle, kuten pyrimidiinidimeerit UV-säteilytyksestä. Uvr A on ATPaasi-entsyymi ja tämä on autokatalyyttinen reaktio. Sitten Uvr A poistuu DNA: sta, kun taas Uvr BC -kompleksi (aktiivinen nukleaasi) katkaisee DNA: n ATP: n katalysoiman vaurion molemmin puolin. Toinen uvrD-geenin koodaama Uvr D -proteiini on helikaasi II -entsyymi, joka purkaa DNA: n, joka johtuu yksijuosteisen vaurioituneen DNA-segmentin vapautumisesta. Tämä jättää aukon DNA-kierteeseen. Kun vaurioitunut segmentti on leikattu, DNA-juosteeseen jää 12 - 13 nukleotidiväli. Tämä täytetään DNA-polymeraasientsyymi I: llä ja nick suljetaan DNA-ligaasilla. ATP tarvitaan tämän reaktion kolmessa vaiheessa. NER-mekanismi voidaan tunnistaa myös nisäkkäiden kaltaisista ihmisistä. Ihmisillä Xeroderma pigmentosum -niminen ihosairaus johtuu UV-säteilytyksen aiheuttamista DNA-dimeereistä. Geenit XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF ja XPG tuottavat proteiineja korvaamaan DNA-vaurioita. Geenien XPA, XPC, XPE, XPF ja XPG proteiineilla on nukleaasiaktiivisuus. Toisaalta, XPB- ja XPD-geenien proteiinit osoittavat helikaasiaktiivisuutta, joka analogisee Uvr D: n E coli.

Kuva 01: Nukleotidien leikkauksen korjaus

Mikä on yhteensopimaton korjaus?

Yhteensopimattomuuden korjausjärjestelmä käynnistetään DNA-synteesin aikana. Jopa toiminnallisella €-alayksiköllä, DNA-polymeraasi III sallii väärän nukleotidin sisällyttämisen synteesiin joka 10.⁸ pohjaparit. Yhteensopimattomat korjausproteiinit tunnistavat tämän nukleotidin, valmistavat sen ja korvaavat sen oikealla nukleotidilla, joka vastaa lopullisesta tarkkuusasteesta. DNA-metylaatiolla on keskeinen merkitys MMR-proteiineille, jotta ne tunnistavat kantajonon vasta syntetisoidusta juosteesta. Adeniinin (A) nukleotidin metylaatio vasta syntetisoidun juosteen GATC-aiheessa hidastuu hieman. Toisaalta kantajonen adeniininukleotidi GATC-aiheessa on jo metyloitunut. MMR-proteiinit tunnistavat äskettäin syntetisoidun juosteen tällä erolla vanhemman juosteen kanssa ja aloittavat epäsovituskorjauksen vasta syntetisoidussa juosteessa, ennen kuin se metyloituu. MMR-proteiinit ohjaavat korjausaktiivisuutensa virheen väärän nukleotidin poistamiseen ennen kuin vasta replikoitu DNA-juoste metyloituu. Geenien mut H, mut L, mut S koodaamat entsyymit Mut H, Mut L ja Mut S katalysoivat näitä reaktioita Ecolissa. Mut S -proteiini tunnistaa seitsemän kahdeksasta mahdollisesta yhteensopimattomuudesta emäsparista, paitsi C: C, ja sitoutuu dupleksi-DNA: n epäsovituspaikkaan. Sidottujen ATP: ien kanssa Mut L ja Mut S liittyvät kompleksiin myöhemmin. Kompleksi siirtyy muutaman tuhannen emäsparin päässä, kunnes se löytää hemimetyloidun GATC-aiheen. Mut H-proteiinin lepotilassa nukleaasiaktiivisuus aktivoituu, kun se löytää hemimetyloidun GATC-aiheen. Se katkaisee metyloimattoman DNA-juosteen jättäen 5'-nimen metyloimattoman GATC-aiheen G-nukleotidiin (vasta syntetisoitu DNA-juoste). Sitten saman säikeen yhteensopimattomuuden toisella puolella leimaa Mut H. Muissa vaiheissa Uvr D: n yhteiset vaikutukset helikaasiproteiini, Mut U, SSB ja eksonukleaasi I vapauttavat väärän nukleotidin yksijuosteisessa DNA: ta. Leikkauksessa muodostuva rako täytetään DNA-polymeraasilla III ja suljetaan ligaasilla. Samanlainen järjestelmä voidaan tunnistaa hiirillä ja ihmisillä. Ihmisen hMLH1: n, hMSH1: n ja hMSH2: n mutaatio liittyy perinnölliseen ei-polypoosiseen paksusuolen syöpään, joka purkaa paksusolujen solujakautumista.

Kuva 02: Virheiden korjaus

Mikä ero on virheellisen korjauksen ja nukleotidien leikkaamisen välillä?

Virheellinen korjaus vs. nukleotidien poisto
Virheellisiä korjausjärjestelmiä tapahtuu jäljennöksen aikana.	Tämä on tarkoitettu pyrimidiinidimeerien poistamiseen, jotka johtuvat U.V-säteilytyksestä ja muista kemiallisesta adduktista johtuvista DNA-leesioista.
entsyymit
Sitä katalysoivat Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB ja eksonukleaasi I.	Sitä katalysoivat Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD-entsyymit.
metylaatio
On tärkeätä aloittaa reaktio.	DNA-metylointia ei tarvita reaktion aloittamiseksi.
Entsyymien toiminta
Mut H on endonukleaasi.	Uvr B ja Uvr C ovat eksonukleaaseja.
Tilaisuus
Tämä tapahtuu erityisesti replikoinnin aikana.	Tämä tapahtuu altistettaessa U.V: lle tai kemiallisille mutageeneille, ei replikaation aikana
säilyttäminen
Se on erittäin konservatiivinen	Se ei ole kovin varovainen.
Aukon täyttö
Se tehdään DNA-polymeraasilla III.	Se tehdään DNA-polymeraasi I: llä.

Yhteenveto - Virheellinen korjaus vs. nukleotidien poisto

Soveltumattomien korjaus (MMR) ja nukleotidien leikkaamisen korjaus (NER) ovat kaksi mekanismia, jotka tapahtuvat solussa DNA: n vaurioiden ja vääristymien korjaamiseksi, jotka eri tekijät aiheuttavat. Näitä kutsutaan yhdessä DNA: n korjausmekanismeiksi. Nukleotidien poistokorjaus korjaa modifioidut nukleotidivauriot, tyypillisesti ne DNA-kaksoiskierukan merkittävät vauriot, jotka tapahtuvat alttiina U.V-säteilytykselle ja kemiallisille adduktiille. Yhteensopimattomat korjausproteiinit tunnistavat väärän nukleotidin, leikkaa sen ja korvaa sen oikealla nukleotidilla. Tämä prosessi on vastuussa lopullisesta tarkkuusasteesta replikoinnin aikana.

Viite:
1.Cooper, Geoffrey M. “DNA Repair”. Solu: molekyylinäkökulma. 2. painos.U.S. Kansallinen lääketieteellinen kirjasto, 1. tammikuuta 1970. Verkko. 9. maaliskuuta 2017.
2. ”DNA: n epäsuhta-korjausmekanismit ja toiminnot.” Solututkimus. Yhdysvaltain kansallinen lääketieteellinen kirjasto, n.d. Web. 9. maaliskuuta 2017.

Kuvan kohteliaisuus:
1. “Nucleotide Excision Repair-journal.pbio.0040203.g001” kirjoittanut Jill O. Fuss, Priscilla K. Cooper - (CC BY 2.5) Commons Wikimedia -sivuston kautta
2. Kenji Fukui “(DNA BYmatch Repair Ecoli”) - (CC BY 4.0) Commons Wikimedia -sivuston kautta