Die sleutelverskil tussen nie-homologe eindverbinding en homoloë direkte herhaling is dat nie-homologe eindverbinding 'n pad is wat dubbelstring-breuke in DNA herstel wat nie 'n homoloë sjabloon benodig om herstel te lei nie, terwyl homoloë direkte herhaling 'n pad is wat dubbelstring-breuke in DNA herstel wat 'n homoloë sjabloon vereis om herstel te lei.
DNS-herstel is 'n proses waar 'n sel skade aan die DNA-molekules identifiseer en regstel. Oor die algemeen kan normale metaboliese aktiwiteite en omgewingsfaktore soos bestraling DNA-skade veroorsaak. Hierdie faktore kan lei tot tienduisende individuele molekulêre letsels per sel per dag. DNA-dubbelstring-breekherstelpaaie is DNA-herstelroetes in biologiese selle. Daar is twee DNA-dubbelstring-breekherstelpaaie as nie-homologe eindverbinding en homoloë direkte herhaling.
Wat is nie-homologiese eindaansluiting?
Nie-homologe eindverbinding (NHEJ) is 'n pad wat dubbelstring-breuke in DNA herstel en nie 'n homoloë sjabloon benodig om herstel te lei nie. Hierdie pad is in 1966 deur Moore en Haber gevind. Hierdie pad word tipies gelei deur kort homoloë DNS-volgorde (mikrohomologieë) wat dikwels teenwoordig is in enkelstrengige oorhange aan die punte van dubbelstring-breuke. Wanneer die oorhange versoenbaar is, herstel die NHEJ-paadjie die dubbele stringe se breek akkuraat. Wanneer die oorhange egter nie heeltemal versoenbaar is nie, lei dit tot onakkurate herstel wat verlies aan nukleotiede sal veroorsaak. Die onvanpaste NHEJ-weg kan lei tot translokasies, telomere-fusies en kenmerke van tumorselle.
Figuur 01: Nie-homologe eindaansluiting
NHEJ-pad het drie hoofstappe: eindbinding en -verbinding, eindverwerking en afbinding. By soogdiere is proteïene genaamd Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), DNA-PKcs, Ku (Ku70 & 80) betrokke by eindoorbrugging. Die eindverwerkingstap behels die verwydering van wanaangepaste of beskadigde nukleotiede en die hersintese van DNA deur DNA-polimerases (gaping-vul). Verwydering van nie-ooreenstemmende of beskadigde nukleotiede word uitgevoer deur nukleases soos Artemis. Die X-familie DNS-polimerases Pol λ en μ in soogdiere voer die gapingsvulling uit. Eindverwerking is nie nodig as die punte reeds versoenbaar is en 3'hidroksiel- of 5'fosfaattermini het nie. Verder word die finale ligasiestap uitgevoer deur ligasiekompleks IV wat bestaan uit DNA-ligase IV en sy kofaktor XRCC4.
Wat is homoloë direkte herhaling?
Homoloë direkte herhaling (HDR) is 'n pad wat dubbelstring-breuke in DNA herstel met die gebruik van 'n homoloë sjabloon om herstel te lei. Die mees algemene manier van homoloë direkte herhaling is deur homoloë rekombinasie. HDR-meganisme is slegs moontlik wanneer daar 'n homoloë stuk DNA in die kern is, meestal in die G2- en S-fase van die selsiklus. Die biologiese pad van HDR begin met fosforilering van histoonproteïen genaamd H2AX in die area waar DNA-dubbelstring-breuk plaasvind. Dit lok ander proteïene na die beskadigde plek. Dan bind MRN-kompleks aan beskadigde punte en voorkom chromosomale breuke. MRN-kompleks hou ook gebreekte punte bymekaar. Later word DNS-punte so verwerk dat onnodige oorblyfsels van chemiese groepe verwyder word, en enkelstring-oorhange word gevorm.
Figuur 02: Homoloë direkte herhaling
Elke stuk enkelstring-DNA word gedek deur die proteïen genaamd RPA, en die funksie daarvan is om enkelstrengige DNA-stukke stabiel te hou. Hierna vervang Rad51 die RPA-proteïen. Verder, wanneer Rad51 saam met BRCA2 werk, koppel Rad51 'n komplementêre DNS-stuk wat die gebroke DNS-string binnedring om 'n sjabloon vir DNS-polimerase te vorm. Die DNA-polimerase word op DNA gehou deur 'n ander proteïen bekend as PCNA. Uiteindelik sintetiseer die polimerase die ontbrekende deel van die gebreekte string. Verder, wanneer die gebreekte string weer gesintetiseer word, moet beide stringe weer ontkoppel word. Modelle vir talle maniere van ontkoppeling word voorgestel. Nadat stringe geskei is, is die proses voltooi.
Wat is die ooreenkomste tussen nie-homologe eindaansluiting en homoloë direkte herhaling?
- Nie-homologe eindverbinding en homoloë direkte herhaling is twee DNA-dubbelstring-breekherstelpaaie.
- MRN-kompleks is by albei paaie betrokke.
- Nuklease is by albei paaie betrokke.
- DNA-polimerases is by albei weë betrokke.
- Hierdie meganismes kan gevind word in beide prokariote sowel as eukariote.
- Albei is deurslaggewende meganismes vir seloorlewing.
Wat is die verskil tussen nie-homologe eindaansluiting en homoloë direkte herhaling?
Nie-homologe eindverbinding is 'n pad wat dubbelstring-breuke in DNA herstel wat nie 'n homoloë sjabloon benodig om herstel te lei nie, terwyl homoloë direkte herhaling 'n pad is wat dubbelstring-breuke in DNA herstel deur 'n homoloë sjabloon te gebruik. Dit is dus die sleutelverskil tussen nie-homologe eindverbinding en homoloë direkte herhaling. Verder is homoloë rekombinasie nie betrokke by nie-homologe eindverbinding nie, terwyl homoloë rekombinasie betrokke is by homoloë direkte herhaling.
Die onderstaande infografika bied die verskille aan tussen nie-homologe eindverbinding en homoloë direkte herhaling in tabelvorm vir sy-aan-sy-vergelyking.
Opsomming – Nie-homologe eindaansluiting vs homoloë direkte herhaling
DNA-herstel kan deur verskillende meganismes gedoen word, soos direkte omkering, herstel van enkelstrengskade, herstel van dubbeldraadbreuke en translesiesintese. Nie-homologe eindverbinding en homoloë direkte herhalings is twee DNA-dubbelstring-breekherstelpaaie. Nie-homologe eindverbinding vereis nie 'n homoloë sjabloon om die DNA-herstelpad te lei nie. Homoloë direkte herhaling is 'n pad wat 'n homoloë sjabloon benodig om DNA-herstel te lei. So, dit is die sleutelverskil tussen nie-homologe eindverbinding en homoloë direkte herhaling.
