Belangrijkste verschil - Reparatie van verkeerde combinatie versus reparatie van nucleotide-excisie
Tienduizenden DNA-beschadigingen komen per dag in de cel voor. Het veroorzaakt veranderingen in de celprocessen zoals replicatie, transcriptie en de levensvatbaarheid van de cel. In sommige gevallen kunnen mutaties die door deze DNA-schade worden veroorzaakt, leiden tot schadelijke ziekten zoals kanker en aan veroudering gerelateerde syndromen (bijv. Progeria). Ongeacht deze schade, initieert de cel een zeer georganiseerd cascade-reparatiemechanisme dat DNA-schade-reacties wordt genoemd. Er zijn verschillende DNA-reparatiesystemen geïdentificeerd in het cellulaire systeem; deze staan bekend als Base excision repair (BER), Mismatch repair (MMR), Nucleotide excision repair (NER), Double strand break repair. Nucleotide-excisieherstel is een zeer veelzijdig systeem dat omvangrijke DNA-laesies met helixvervorming herkent en verwijdert. Aan de andere kant vervangt mismatch-reparatie verkeerd opgenomen bases tijdens replicatie. De belangrijk verschil tussen reparatie van mismatch en reparatie van nucleotide-excisie is dat nucleotide-excisieherstel (NER) wordt gebruikt om pyrimidine-dimeren te verwijderen die worden gevormd door UV-straling en omvangrijke helixlaesies veroorzaakt door chemische adducten, terwijl reparatiesysteem voor mismatch een belangrijke rol speelt bij het corrigeren van verkeerd opgenomen basen die hebben ontsnapt uit replicatie-enzymen (DNA-polymerase 1) tijdens postreplicatie. Behalve niet-overeenkomende basen, kunnen MMR-systeemeiwitten ook de inserties / deletielussen (IDL) repareren, wat het resultaat is van het slippen van de polymerase tijdens replicatie van repetitieve DNA-sequenties.
INHOUD
1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is reparatie van mismatch
3. Wat is reparatie van nucleotide-excisie
4. Vergelijking zij aan zij - Reparatie van mismatch versus reparatie van nucleotide-excisie
5. Samenvatting
Wat is nucleotide-excisieherstel?
Het meest opvallende kenmerk van nucleotide-excisieherstel is dat het de gemodificeerde nucleotide-schade herstelt die wordt veroorzaakt door significante vervormingen in de dubbele DNA-helix. Het wordt waargenomen in bijna alle organismen die tot op heden zijn onderzocht. Uvr A, Uvr B, Uvr C (excinucleasen) Uvr D (een helicase) zijn de bekendste enzymen die betrokken zijn bij de NER en die het herstel van DNA in het modelorganisme Ecoli activeren. Uvr ABC multi-subunits enzymcomplex produceert de Uvr A, Uvr B, Uvr C polypeptiden. De genen die worden gecodeerd voor bovengenoemde polypeptiden zijn uvr A, uvr B, uvr C. Uvr A- en B-enzymen herkennen gezamenlijk de schade geïnduceerde vervorming die wordt veroorzaakt aan de dubbele DNA-helix, zoals pyrimidine-dimmers als gevolg van UV-straling. Uvr A is een ATPase-enzym en dit is een autokatalytische reactie. Dan verlaat Uvr A het DNA terwijl Uvr BC-complex (actieve nuclease) het DNA splitst in beide zijden van de schade die wordt gekatalyseerd door ATP. Een ander eiwit genaamd Uvr D gecodeerd door het uvrD-gen is een helicase II-enzym dat het DNA afwikkelt dat het resultaat is van het vrijkomen van enkelstrengs beschadigd DNA-segment. Dit laat een gat achter in de DNA-helix. Nadat het beschadigde segment is weggesneden, blijft er een gat van 12-13 nucleotiden in de DNA-streng. Dit wordt opgevuld door het DNA-polymerase-enzym I en de inkeping wordt verzegeld door het DNA-ligase. ATP is vereist bij drie stappen van deze reactie. Het NER-mechanisme kan ook worden geïdentificeerd in de zoogdierachtige mensen. Bij mensen is de huidaandoening Xeroderma pigmentosum te wijten aan de DNA-dimeren die worden veroorzaakt door UV-straling. De genen XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF en XPG produceren eiwitten om DNA-schade te vervangen. De eiwitten van genen XPA,XPC, XPE, XPF en XPG hebben de nuclease-activiteit. Aan de andere kant vertonen de eiwitten van XPB- en XPD-genen de helicase-activiteit die analoog is aan Uvr D in E. coli.
Figuur 01: Reparatie van nucleotide-excisie
Wat is reparatie van verkeerde combinaties?
Het mismatch-reparatiesysteem wordt gestart tijdens de DNA-synthese. Zelfs met de functionele € -subeenheid, maakt DNA-polymerase III de opname van een verkeerde nucleotide voor de synthese elke 10 8 mogelijkbasenparen. Mismatch-reparatie-eiwitten herkennen dit nucleotide, snijden het uit en vervangen het door het juiste nucleotide dat verantwoordelijk is voor de uiteindelijke graad van nauwkeurigheid. DNA-methylering is cruciaal voor MMR-eiwitten om de ouderstreng van de nieuw gesynthetiseerde streng te herkennen. De methylering van adenine (A) -nucleotide in een GATC-motief van een nieuw gesynthetiseerde streng is een beetje vertraagd. Aan de andere kant is de ouderstreng adenine nucleotide in het GATC-motief al gemethyleerd. MMR-eiwitten herkennen de nieuw gesynthetiseerde streng door dit verschil met de ouderstreng en beginnen mismatch-reparatie in een nieuw gesynthetiseerde streng voordat deze wordt gemethyleerd. De MMR-eiwitten sturen hun herstelactiviteit om de verkeerde nucleotide uit te snijden voordat de nieuw gerepliceerde DNA-streng wordt gemethyleerd. De enzymen Mut H, Mut L en Mut S gecodeerd door genen mut H, mut L,mut S katalyseren deze reacties in Ecoli. Mut S-eiwit herkent zeven van de acht mogelijke basenparen met uitzondering van C: C, en bindt op de plaats van misparing in het duplex-DNA. Met gebonden ATP's komen Mut L en Mut S later bij het complex. Het complex verplaatst enkele duizenden basenparen weg totdat het een hemimethyleerd GATC-motief vindt. De slapende nuclease-activiteit van Mut H-eiwit wordt geactiveerd zodra het een hemimethyleerd GATC-motief vindt. Het splitst de ongemethyleerde DNA-streng en laat een 5 'inkeping achter op G-nucleotide van ongemethyleerd GATC-motief (nieuw gesynthetiseerde DNA-streng). Vervolgens wordt dezelfde streng aan de andere kant van de mismatch geknipt door Mut H. In de rest van de stappen, de collectieve acties van Uvr D een helicase-eiwit, Mut U, SSB en exonuclease, snijd ik het verkeerde nucleotide uit de enkelstrengs DNA. Het gat dat wordt gevormd bij de excisie wordt opgevuld door het DNA-polymerase III en afgedicht door ligase. Een soortgelijk systeem kan worden geïdentificeerd bij muizen en mensen. De mutatie van humaan hMLH1, hMSH1 en hMSH2 zijn betrokken bij erfelijke niet-polyposis-colonkanker die de celdeling van coloncellen dereguleert.
Figuur 02: Reparatie van verkeerde combinatie
Wat is het verschil tussen Mismatch Repair en Nucleotide Excision Repair?
Diff Artikel Midden voor Tafel
Reparatie van verkeerde combinaties versus reparatie van nucleotide-excisie |
|
| Mismatch-reparatiesysteem treedt op tijdens de post-replicatie. | Dit is betrokken bij het verwijderen van pyrimidine-dimeren als gevolg van UV-straling en andere DNA-laesies als gevolg van chemisch adduct. |
| Enzymen | |
| Het wordt gekatalyseerd door Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB en exonuclease I. | Het wordt gekatalyseerd door Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD-enzymen. |
| Methylering | |
| Het is cruciaal om de reactie op gang te brengen. | DNA-methylering is niet vereist om de reactie te starten. |
| Actie van enzymen | |
| Mut H is een endonuclease. | Uvr B en Uvr C zijn exonucleasen. |
| Gelegenheid | |
| Dit gebeurt specifiek tijdens replicatie. | Dit gebeurt bij blootstelling aan UV- of chemische mutagene agentia, niet tijdens replicatie |
| Behoud | |
| Het is sterk geconserveerd | Het is niet erg geconserveerd. |
| Vullen van gaten | |
| Het wordt gedaan door DNA-polymerase III. | Het wordt gedaan door DNA-polymerase I. |
Samenvatting - Reparatie van verkeerde combinatie versus reparatie van nucleotide-excisie
Mismatch-reparatie (MMR) en nucleotide-excisieherstel (NER) zijn twee mechanismen die plaatsvinden in de cel om DNA-schade en vervormingen die door verschillende agentia worden veroorzaakt, te herstellen. Deze worden gezamenlijk DNA-herstelmechanismen genoemd. Nucleotide-excisieherstel herstelt de gemodificeerde nucleotide-beschadigingen, meestal die significante beschadigingen van de dubbele DNA-helix die optreden als gevolg van blootstelling aan UV-straling en chemische adducten. Mismatch-reparatie-eiwitten herkennen de verkeerde nucleotide, snijden deze uit en vervangen deze door de juiste nucleotide. Dit proces is verantwoordelijk voor de uiteindelijke nauwkeurigheid tijdens replicatie.
