Разлика между несъответствие поправка и нуклеотидна прецизност ремонт

Ключова разлика - несъответствие поправка срещу нуклеотидна прецизност
 

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 ракови заболявания и синдроми, свързани със стареенето (напр. Прогерия). Независимо от тези увреждания, клетката инициира високо организиран механизъм за поправяне на каскада, наречен реакции на увреждане на ДНК. В клетъчната система са идентифицирани няколко системи за възстановяване на ДНК; Те са известни като Основен ексцизионен ремонт (BER), Несъвместим ремонт (MMR), Нуклеотиден ексцизионен ремонт (NER), Ремонт на двойни нишки. Възстановяването на нуклеотидни ексцизии е много гъвкава система, която разпознава ДНК лезии с обемисти спирали и изтрива. От друга страна, поправянето на несъответствие замества неправилно включени бази по време на репликация. Ключовата разлика между поправянето на несъответствия и поправянето на нуклеотидни ексцизии е това нуклеотидното отстраняване на ексцизия (NER) се използва за отстраняване на пиримидинови димери, образувани от UV-облъчване и обемни спирални лезии, причинени от химични адукти, докато системата за възстановяване на несъответствия играе важна роля за коригиране на неправилно обединени основи, избягали от ензимите на репликация (ДНК полимераза 1) по време на пострепликация. В допълнение към несъответстващи основи, протеините на MMR системата могат също да поправят вмъкванията / делециите (IDL), които са резултат от изплъзването на полимеразата по време на репликация на повтарящи се последователности на ДНК.

СЪДЪРЖАНИЕ
1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е несъответствие
3. Какво е нуклеотидна резистентност
4. Паралелно сравнение - Несъответствие поправка срещу нуклеотидна прецизност
5. Резюме

Какво е нуклеотидна резистентност?

Най-отличителната черта на възстановяването на нуклеотидната ексцизия е, че той поправя модифицираните нуклеотидни щети, 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. Ензимният комплекс Uvr ABC мулти 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 заедно разпознават индуцираното от увреждане изкривяване, което се причинява на ДНК двойната спирала, като пиримидиновите димери поради UV лъчение. Uvr A е ензим ATPase и това е автокаталитична реакция. Тогава Uvr A напуска ДНК, докато комплексът Uvr BC (активна нуклеаза) разцепва ДНК от двете страни на щетите, катализирани от ATP. Друг протеин, наречен Uvr D, кодиран от uvrD ген, е ензим хеликаза II, разгръща ДНК, която е резултат от освобождаването на едноверижен увреден ДНК сегмент. Това оставя празнина в спиралата на ДНК. След като увреденият сегмент е изрязан, в нишката на ДНК остава 12-13 нуклеотидна празнина. Това се попълва от ензима ДНК полимераза I и никът се запечатва с ДНК лигазата. АТФ се изисква на три етапа от тази реакция. Механизмът на 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 за заместване на увреждането на ДНК. Протеините на гени XPA, XPC, XPE, XPF и XPG имат нуклеазната активност. От друга страна, протеините на XPB и XPD гените показват хеликазната активност, която е аналог на Uvr D в Е коли.

Фигура 01: Ремонт на нуклеотидна точност

Какво е ремонт на несъответствия?

Системата за поправяне на несъответствия се инициира по време на синтеза на ДНК. Дори и с функционалната € субединица, ДНК полимераза III позволява включването на грешен нуклеотид за синтеза на всеки 10⁸ базови двойки. Протеините за възстановяване на несъответствия разпознават този нуклеотид, изрязват го и го заменят с правилния нуклеотид, отговорен за крайната степен на точност. Метилирането на ДНК е основно за MMR протеините, за да разпознаят родителската верига от току-що синтезираната верига. Метилирането на аденин (А) нуклеотид в GATC мотив на току-що синтезирана верига е малко забавено. От друга страна, адениновият нуклеотид на родителската верига в GATC мотив вече е метилиран. MMR протеините разпознават новосинтезираната верига по тази разлика от родителската и започват несъответствие в ново синтезирана верига, преди да се метилира. ММР протеините насочват своята възстановителна активност към изрязване на грешния нуклеотид, преди току-що репликираната ДНК верига да се метилира. Ензимите Mut H, Mut L и Mut S, кодирани от гени mut H, mut L, mut S, катализират тези реакции в Ecoli. Mut S протеин разпознава седем от осем възможни несъответстващи базови двойки с изключение на C: C и се свързва на мястото на несъответствие в дуплексната ДНК. Със свързани ATP точки Mut L и Mut S се присъединяват към комплекса по-късно. Комплексът прехвърля няколко хиляди базови двойки, докато намери хеметиметилиран GATC мотив. Спящата нуклеазна активност на Mut H протеин се активира, след като открие хеметиметилиран GATC мотив. Той разцепва неметилираната нишка на ДНК, оставяйки 5 'ник в G нуклеотид на неметилиран GATC мотив (ново синтезирана ДНК верига). Тогава същата нишка от другата страна на несъответствието е пронизана от Mut H. В останалите етапи, колективните действия на Uvr D хеликазен протеин, Mut U, SSB и екзонуклеаза I изрязват неправилния нуклеотид в едноверижния ДНК. Пропастта, която се образува при ексцизията, се запълва от ДНК полимеразата III и се запечатва с лигаза. Подобна система може да бъде идентифицирана при мишки и хора. Мутацията на човешки hMLH1, hMSH1 и hMSH2 участва в наследствен неполипозен рак на дебелото черво, който дерегулира клетъчното делене на клетките на дебелото черво..

Фигура 02: Поправяне на несъответствия

Каква е разликата между Mismatch Repair и Nucleotide Excision Repair?

Несъответствие поправка срещу нуклеотидна прецизност ремонт
Системата за възстановяване на несъответствия се появява по време на пост-репликацията.	Това участва в премахването на пиримидиновите димери поради U.V облъчване и други ДНК лезии поради химичен аддукт.
Ензимите
Той се катализира от Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB и екзонуклеаза I.	Катализира се от ензими Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD.
метилиране
Ключово е да се започне 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 конкретно по време на репликация.	Това се случва, когато е изложено на U.V или химически мутагени, а не по време на репликация
Запазване
Той е силно запазен	Не е силно запазен.
Запълване на пропуски
Извършва се чрез ДНК полимераза III.	Извършва се чрез ДНК полимераза I.

Обобщение - Несъответствие поправка срещу нуклеотидна прецизност

Поправянето на несъответствия (MMR) и възстановяването на нуклеотидната ексцизия (NER) са два механизма, които се осъществяват в клетката, за да се отстранят уврежданията и изкривяванията на ДНК, причинени от различни агенти. Те са наречени колективно като механизми за възстановяване на ДНК. Нуклеотидният ексцизия възстановява променените нуклеотидни щети, обикновено онези значителни щети на ДНК двойната спирала, които се случват поради излагане на U.V облъчване и химически адукти. Протеините за възстановяване на несъответствия разпознават грешния нуклеотид, изрязват го и го заместват с правилен нуклеотид. Този процес е отговорен за крайната степен на точност по време на репликацията.

справка:
1. Купър, Джефри М. „Ремонт на ДНК“. Клетката: Молекулен подход. 2-ро издание.U.S. Национална медицинска библиотека, 01 януари 1970 г. Мрежата. 09 март 2017 г..
2. "Механизми и функции на поправяне на несъответствие на ДНК." Клетъчно изследване. Националната медицинска библиотека на САЩ, n.d. Web. 09 март 2017 г..

С любезност на изображенията:
1. „Nucleotide Excision Repair-journal.pbio.0040203.g001” от Джил О. Фус, Присила К. Купър - (CC BY 2.5) през Wikimedia Commons
2. "ДНК поправяне на несъответствие с ДНК" от Kenji Fukui - (CC BY 4.0) през Wikimedia на Commons