Sleutelverskil – Mismatchherstel vs Nukleotied-uitsnyherstel
Tien en duisende DNA-skade vind per dag in die sel plaas. Dit veroorsaak veranderinge aan die selprosesse soos replikasie, transkripsie sowel as die lewensvatbaarheid van die sel. In sommige gevalle kan mutasies wat deur hierdie DNA-skade veroorsaak word, lei tot nadelige siektes soos kankers en verouderingsgeassosieerde sindrome (bv. Progeria). Ongeag hierdie skade, begin die sel 'n hoogs georganiseerde kaskade-herstelmeganisme wat DNA-skadereaksies genoem word. Verskeie DNA-herstelstelsels is in die sellulêre sisteem geïdentifiseer; dit staan bekend as Base eksisie herstel (BER), Mismatch herstel (MMR), Nukleotied eksisie herstel (NER), Dubbel string breek herstel. Nukleotied-eksisieherstel is 'n hoogs veelsydige stelsel wat lywige helix-vervormings-DNA-letsels herken en dit verwyder. Aan die ander kant vervang wanpasherstel verkeerdelik geïnkorporeerde basisse tydens replikasie. Die sleutelverskil tussen wanpasherstel en nukleotied-uitsnyherstel is dat nukleotied-uitsnyherstel (NER) gebruik word om pirimidien-dimere wat gevorm word deur UV-bestraling en lywige heliksletsels wat deur chemiese addukte veroorsaak word, te verwyder, terwyl wanpasherstelstelsel 'n belangrike rol speel in die regstelling van waninkorporeerde basisse wat ontsnap van replikasie-ensieme (DNA-polimerase 1) tydens postreplikasie. Benewens wanooreenstemmende basisse, kan MMR-stelselproteïene ook die invoegings/delesies-lusse (IDL) herstel wat die resultate is van die polimerase-gly tydens replikasie van herhalende DNA-volgordes.
Wat is Nukleotied-uitsnyherstel?
Die mees kenmerkende kenmerk van nukleotied-uitsnyherstel is dat dit die gemodifiseerde nukleotiedskade herstel wat veroorsaak word deur beduidende vervormings in die DNA-dubbelheliks. Dit word waargeneem in byna alle organismes wat tot op datum ondersoek is. Uvr A, Uvr B, Uvr C (ekssinuklease) Uvr D ('n helikase) is die bekendste ensieme betrokke by die NER wat die herstel van DNA in die modelorganisme Ecoli sneller. Uvr ABC multi-subeenhede ensiemkompleks produseer die Uvr A, Uvr B, Uvr C polipeptiede. Die gene wat vir bogenoemde polipeptiede gekodeer is, is uvr A, uvr B, uvr C. Uvr A- en B-ensieme herken gesamentlik die skade-geïnduseerde vervorming wat aan die DNA-dubbelheliks veroorsaak word, soos pirimidien-dimmers as gevolg van UV-bestraling. Uvr A is 'n ATPase-ensiem en dit is 'n outokatalitiese reaksie. Dan verlaat Uvr A die DNA, terwyl Uvr BC-kompleks (aktiewe nuklease) die DNA aan beide kante van die skade wat deur ATP gekataliseer is, klief. Nog 'n proteïen genaamd Uvr D wat deur uvrD-geen gekodeer word, is 'n helikase II-ensiem wat die DNA afwikkel wat voortspruit uit die vrystelling van enkelstring beskadigde DNA-segment. Dit laat 'n gaping in die DNA-heliks. Nadat beskadigde segment uitgesny is, bly 'n 12-13 nukleotiedgaping in die DNA-string oor. Dit word opgevul deur die DNA-polimerase-ensiem I en die kerf word deur die DNA-ligase verseël. ATP word vereis by drie stappe van hierdie reaksie. Die NER-meganisme kan ook in die soogdieragtige mense geïdentifiseer word. By mense is die veltoestand genaamd Xeroderma pigmentosum te wyte aan die DNA-dimere wat deur UV-bestraling veroorsaak word. Die gene XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF en XPG produseer proteïene om DNA-skade te vervang. Die proteïene van gene XPA, XPC, XPE, XPF en XPG het die nuklease-aktiwiteit. Aan die ander kant toon die proteïene van XPB- en XPD-gene die helikase-aktiwiteit wat analoë aan Uvr D in E coli.
Figuur 01: Nukleotied-uitsnydingherstel
Wat is Mismatch Repair?
Die wanpasherstelstelsel word tydens DNA-sintese geïnisieer. Selfs met die funksionele € subeenheid, laat DNA-polimerase III die inkorporering van 'n verkeerde nukleotied vir die sintese elke 108 basispare toe. Mispassing herstel proteïene herken hierdie nukleotied, sny dit uit en vervang dit met die korrekte nukleotied wat verantwoordelik is vir die finale graad van akkuraatheid. DNA-metilering is deurslaggewend vir MMR-proteïene om die ouerstring van die nuut gesintetiseerde string te herken. Die metilering van adenien (A) nukleotied in 'n GATC-motief van 'n nuut gesintetiseerde string is 'n bietjie vertraag. Aan die ander kant het die ouerstring adeniennukleotied in GATC-motief reeds gemetileer. MMR-proteïene herken die nuut gesintetiseerde string deur hierdie verskil van die ouerstring en begin wanpassing herstel in 'n nuut gesintetiseerde string voordat dit gemetileer word. Die MMR-proteïene rig hul herstelaktiwiteit om die verkeerde nukleotied uit te sny voordat die nuut gerepliseerde DNA-string gemetileer word. Die ensieme Mut H, Mut L en Mut S gekodeer deur gene mut H, mut L, mut S kataliseer hierdie reaksies in Ecoli. Mut S-proteïen herken sewe uit agt moontlike wanpassing basispare behalwe vir C:C, en bind by die plek van wanpassing in die dupleks DNA. Met gebonde ATP's sluit Mut L en Mut S later by die kompleks aan. Die kompleks translokeer 'n paar duisend basispare weg totdat dit 'n hemimetileerde GATC-motief vind. Die dormante nuklease-aktiwiteit van Mut H-proteïen word geaktiveer sodra dit 'n hemimetileerde GATC-motief vind. Dit klief die ongemetileerde DNA-string en laat 'n 5′-kerf by G-nukleotied van ongemetileerde GATC-motief (nuut gesintetiseerde DNA-string). Dan word dieselfde string aan die ander kant van die wanpassing geknip deur Mut H. In die res van die stappe sny die kollektiewe aksies van Uvr D 'n helikaseproteïen, Mut U, SSB en eksonuklease I die verkeerde nukleotied in die enkelstrengs uit. DNA. Die gaping wat in die eksisie gevorm word, word opgevul deur die DNA-polimerase III en verseël deur ligase. 'n Soortgelyke stelsel kan in muise en mense geïdentifiseer word. Die mutasie van menslike hMLH1, hMSH1 en hMSH2 is betrokke by oorerflike nie-poliposis kolonkanker wat die seldeling van kolonselle dereguleer.
Figuur 02: Mismatchherstel
Wat is die verskil tussen Mismatch Repair en Nucleotide Excision Repair?
Mispassing Repair vs Nucleotide Excision Repair |
|
| Mispassing-herstelstelsel vind plaas tydens die na-replikasie. | Dit is betrokke by die verwydering van pirimidien-dimere as gevolg van U. V-bestraling en ander DNA-letsels as gevolg van chemiese addukt. |
| Ensieme | |
| Dit word gekataliseer deur Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB en eksonuklease I. | Dit word gekataliseer deur Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD ensieme. |
| Methylation | |
| Dit is deurslaggewend om die reaksie te begin. | DNA-metilering word nie benodig om die reaksie te begin nie. |
| Action of Enzymes | |
| Mut H is 'n endonuklease. | Uvr B en Uvr C is eksonukleases. |
| geleentheid | |
| Dit gebeur spesifiek tydens replikasie. | Dit gebeur wanneer dit aan U. V of chemiese mutagene blootgestel word, nie tydens replikasie nie |
| Bewaring | |
| Dit is hoogs behoue | Dit is nie hoogs behoue nie. |
| Gap Vulling | |
| Dit word gedoen deur DNA-polimerase III. | Dit word gedoen deur DNA-polimerase I. |
Opsomming – Mismatch-herstel vs nukleotied-uitsnydingherstel
Mismatch-herstel (MMR) en Nukleotied-eksisieherstel (NER) is twee meganismes wat in die sel plaasvind om DNA-skade en vervormings wat deur verskeie middels veroorsaak word, reg te stel. Dit word gesamentlik as DNA-herstelmeganismes genoem. Nukleotied-uitsnyherstel herstel die gemodifiseerde nukleotiedskade, tipies daardie beduidende skade aan die DNA-dubbelheliks wat plaasvind as gevolg van blootstelling aan UV-bestraling en chemiese addukte. Mispassing herstel proteïene herken die verkeerde nukleotied, sny dit uit en vervang dit met korrekte nukleotied. Hierdie proses is verantwoordelik vir die finale graad van akkuraatheid tydens replikasie.
