Pagrindinis skirtumas - neatitikimų taisymas ir nukleotidų pašalinimo taisymas
Dešimt ir tūkstančiai DNR pažeidimų ląstelėje įvyksta per dieną. Tai sukelia ląstelės procesų, tokių kaip replikacija, transkripcija, taip pat ląstelės gyvybingumą, pokyčius. Kai kuriais atvejais šių DNR pažeidimų sukeltos mutacijos gali sukelti kenksmingas ligas, tokias kaip vėžys ir su senėjimu susiję sindromai (pvz.: Progeria). Nepaisant šių pažeidimų, ląstelė inicijuoja labai organizuotą kaskados taisymo mechanizmą, vadinamą DNR pažeidimo reakcijomis. Ląstelių sistemoje buvo nustatytos kelios DNR atstatymo sistemos; tai yra žinomas kaip bazinis ekscizijos taisymas (BER), neatitikimų taisymas (MMR), nukleotidų išpjaustymas (NER), dvigubos grandinės pertraukimo taisymas. Nukleotidų ekscizijos taisymas yra labai universali sistema, atpažįstanti didelius spiralės iškraipymo DNR pažeidimus ir juos pašalinanti. Kita vertus, neatitikimų taisymas pakeičia netinkamai įtrauktas bazes replikacijos metu. Esminis skirtumas tarp neatitikimo ir nukleotidų pašalinimo taisymo yra tas, kad nukleotidų ekscizijos taisymas (NER) naudojamas pašalinti pirimidino dimerius, susidariusius dėl UV spindulių, ir didelius spiralės pažeidimus, kuriuos sukelia cheminiai aduktai, o neatitikimų taisymo sistema vaidina svarbų vaidmenį taisant netinkamai įkomponuotas bazes, kurios turėjo pabėgo nuo replikacijos fermentų (DNR polimerazės 1) postreplikacijos metu. Be nesuderintų bazių, MMR sistemos baltymai taip pat gali ištaisyti įterpimo / ištrynimo kilpas (IDL), kurios yra polimerazės paslydimo pasikartojančių DNR sekų replikacijos metu rezultatas.
TURINYS
1. Apžvalga ir pagrindiniai skirtumai
2. Kas yra neatitikimų taisymas
3. Kas yra nukleotidų pašalinimo taisymas
4. Palyginimas vienas šalia kito - neatitikimų taisymas ir nukleotidų pašalinimo taisymas
5. Santrauka
Kas yra nukleotidų pašalinimo taisymas?
Labiausiai išskiriamas nukleotidų ekscizijos taisymo bruožas yra tas, kad jis taiso modifikuotus nukleotidų pažeidimus, kuriuos sukelia reikšmingi DNR dvigubos spiralės iškraipymai. Jis pastebimas beveik visuose organizmuose, kurie buvo ištirti iki šiol. Uvr A, Uvr B, Uvr C (eksinukleazės) Uvr D (helikazė) yra geriausiai žinomi NER dalyvaujantys fermentai, sukeliantys DNR atkūrimą pavyzdiniame organizme Ecoli. „Uvr ABC“multi-subvienetų fermentų kompleksas gamina Uvr A, Uvr B, Uvr C polipeptidus. Genai, užkoduoti minėtiems polipeptidams, yra uvr A, uvr B, uvr C. Uvr A ir B fermentai bendrai atpažįsta žalą sukeltus iškraipymus, kuriuos dėl UV spinduliuotės sukelia DNR dviguba spiralė, pavyzdžiui, pirimidino dimeriai. Uvr A yra ATPazės fermentas ir tai yra autokatalizinė reakcija. Tada Uvr A palieka DNR, o Uvr BC kompleksas (aktyvioji nukleazė) skaido DNR abiejose pažeidimo pusėse, kurias katalizuoja ATP. Kitas baltymas, vadinamas Uvr D, kurį koduoja uvrD genas, yra helikazės II fermentas, išsukantis DNR, atsirandančią išlaisvinus vienos grandinės pažeistą DNR segmentą. Tai palieka tarpą DNR spiralėje. Iškirpus pažeistą segmentą, DNR grandinėje lieka 12-13 nukleotidų tarpas. Tai užpildo DNR polimerazės fermentas I, o slapyvardis užplombuojamas DNR ligazės. ATP reikia trimis šios reakcijos etapais. NER mechanizmą galima nustatyti ir panašiems į žinduolius žmonėms. Žmonių odos būklę, vadinamą Xeroderma pigmentosum, lemia UV spinduliuotės sukelti DNR dimerai. Genai XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF ir XPG gamina baltymus, kad pakeistų DNR pažeidimus. Genų baltymai XPA,Nukleazės aktyvumą turi XPC, XPE, XPF ir XPG. Kita vertus, XPB ir XPD genų baltymai rodo helikazės aktyvumą, analogišką Uvr D E coli.
01 pav. Nukleotidų ekscizijos taisymas
Kas yra neatitikimų taisymas?
Neatitikimų taisymo sistema pradedama DNR sintezės metu. Net turint funkcinį € subvienetą, DNR polimerazė III leidžia sintezei įjungti neteisingą nukleotidą kas 10 8bazių poros. Neatitikimo baltymai atpažįsta šį nukleotidą, jį išpjauna ir pakeičia teisingu nukleotidu, atsakingu už galutinį tikslumo laipsnį. DNR metilinimas yra pagrindinis MMR baltymų atpažinti pirminę grandinę iš naujai sintetintos grandinės. Adenino (A) nukleotido metilinimas naujai susintetintos grandinės GATC motyve šiek tiek vėluoja. Kita vertus, pirminis grandinės adenino nukleotidas GATC motyve jau yra metilintas. MMR baltymai atpažįsta naujai sintezuotą grandinę pagal šį skirtumą nuo pirminės grandinės ir pradeda neatitikimų taisymą naujai sintezuotoje grandinėje, kol ji dar nėra metilinama. MMR baltymai nukreipia savo remonto veiklą, kad iškirptų neteisingą nukleotidą, kol naujai replikuota DNR grandinė tampa metilinta. Fermentai Mut H, Mut L ir Mut S, kuriuos koduoja genai mut H, mut L,mut S katalizuoja šias reakcijas Ecoli. Mut S baltymas atpažįsta septynias iš aštuonių galimų neatitikimo bazių porų, išskyrus C: C, ir jungiasi dvipusio DNR neatitikimo vietoje. Su susietais ATP vėliau Mut L ir Mut S prisijungia prie komplekso vėliau. Kompleksas perkelia kelis tūkstančius bazinių porų tol, kol randa hemimetilintą GATC motyvą. Mut H baltymo ramybės būsenos aktyvumas aktyvuojamas, kai jis randa hemimetilintą GATC motyvą. Jis suskaido nemetilintą DNR grandinę, palikdamas 5 ′ niką prie nemetilinto GATC motyvo (naujai susintetintos DNR grandinės) G nukleotido. Tada tą pačią grandinę kitoje neatitikimo pusėje prikiša Mutas H. Likusiuose etapuose Uvr D - helikazės baltymo, Mut U, SSB ir egzonukleazės I - kolektyviniai veiksmai iškirpia neteisingą vienos grandinės nukleotidą. DNR. Tarpą, kuris susidaro atliekant eksciziją, užpildo DNR polimerazė III ir uždaro ligazė. Panašią sistemą galima nustatyti pelėms ir žmonėms. Žmogaus hMLH1, hMSH1 ir hMSH2 mutacijos dalyvauja paveldimame nepolipoziniame gaubtinės žarnos vėžyje, kuris panaikina gaubtinės žarnos ląstelių dalijimąsi.
02 pav. Neatitikimo taisymas
Kuo skiriasi neatitikimų taisymas nuo nukleotidų pašalinimo?
Skirtingas straipsnis viduryje prieš lentelę
Neatitikimų taisymas ir nukleotidų pašalinimo taisymas |
|
| Neatitikimo taisymo sistema atsiranda po replikacijos. | Tai susiję su pirimidino dimerių pašalinimu dėl UV spinduliuotės ir kitų DNR pažeidimų dėl cheminio adukto. |
| Fermentai | |
| Ją katalizuoja Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB ir I egzonukleazė. | Ją katalizuoja Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD fermentai. |
| Metilinimas | |
| Svarbiausia inicijuoti reakciją. | Norint inicijuoti reakciją, DNR metilinti nereikia. |
| Fermentų veikimas | |
| Mut H yra endonukleazė. | Uvr B ir Uvr C yra egzonukleazės. |
| Proga | |
| Tai atsitinka specialiai replikacijos metu. | Tai atsitinka veikiant UV ar cheminiams mutagenams, o ne dauginantis |
| Išsaugojimas | |
| Tai labai konservuota | Tai nėra labai išsaugota. |
| Tarpų užpildymas | |
| Tai atlieka DNR polimerazė III. | Tai atlieka DNR polimerazė I. |
Santrauka - neatitikimų taisymas ir nukleotidų pašalinimo taisymas
Nesutapimų taisymas (MMR) ir nukleotidų išpjovimo taisymas (NER) yra du mechanizmai, vykstantys ląstelėje, siekiant ištaisyti DNR pažeidimus ir iškraipymus, kuriuos sukelia įvairūs veiksniai. Jie bendrai įvardijami kaip DNR atstatymo mechanizmai. Nukleotidų ekscizijos atstatymas atkuria modifikuotus nukleotidų pažeidimus, paprastai tuos reikšmingus DNR dvigubos spiralės pažeidimus, kurie atsiranda dėl UV spinduliuotės ir cheminių aduktų poveikio. Nesuderinami baltymai atpažįsta neteisingą nukleotidą, jį išpjauna ir pakeičia teisingu nukleotidu. Šis procesas yra atsakingas už galutinį tikslumo laipsnį replikacijos metu.
