Peamine erinevus – aluse ekstsisiooni parandamine vs nukleotiidide ekstsisiooni parandamine
DNA saab sageli erinevate sisemiste ja väliste tegurite tõttu kahjustuda. Kuid raku parandavad süsteemid parandavad kahjustusi viivitamatult ja pidev alt enne, kui need muutuvad mutatsioonideks või enne nende ülekandmist järgmistele põlvkondadele. Rakkudes on kolme tüüpi ekstsisiooni parandamise süsteeme: nukleotiidide ekstsisiooni parandamine (NER), aluse ekstsisiooni parandamine (BER) ja DNA mittevastavuse parandamine (MMR), et parandada üheahelalisi DNA kahjustusi. Põhiline erinevus aluse ekstsisiooni parandamise ja nukleotiidide ekstsisiooni parandamise vahel on see, et aluse ekstsisiooni parandamine on lihtne parandussüsteem, mis töötab rakkudes endogeenselt põhjustatud üksikute nukleotiidide kahjustuste parandamiseks, samas kui nukleotiidide ekstsisiooni parandamine on keeruline parandussüsteem, mis toimib rakkudes suhteliselt parandades. eksogeenselt tekitatud suuremad kahjustatud piirkonnad.
Mis on baasi väljalõikamise remont?
Aluse väljalõikamise parandamine on rakkude DNA parandussüsteemi lihtsaim versioon. Seda kasutatakse DNA väiksemate kahjustuste parandamiseks. DNA alused on modifitseeritud deamineerimise või alküülimise tõttu. Alusekahjustuste korral tunneb DNA glükosülaas ära ja aktiveerib aluse ekstsisiooni parandamise süsteemi ning taastab selle ensüümide AP endonukleaasi, DNA polümeraasi ja DNA ligaasi abil. BER-süsteemis on järgmised sammud.
- Ebaõige või kahjustatud aluse äratundmine ja eemaldamine DNA glükosülaasi poolt, et luua abasiline sait (aluse kadumise kohad – apiuriini või apürimidiini saidid).
- Põhikoha sisselõige apuriinse/apürimidiini endonukleaasi poolt
- Ülejäänud suhkrufragmendi eemaldamine lüaasi või fosfodiesteraasi abil
- Lünkade täitmine DNA polümeraasiga
- Säelde tihendamine DNA ligaasiga
Joonis 01: aluse ekstsisiooni parandamise rada
Mis on nukleotiidide ekstsisiooni parandamine?
Nucleotide Excision Repair (NER) on oluline DNA ekstsisiooni parandamise süsteem rakkudes. See on võimeline parandama ja asendama kuni 30 aluse pikkuseid kahjustatud piirkondi ning seda juhib kahjustamata mallikiud. Tavalised DNA kahjustused tekivad ultraviolettkiirguse tõttu ja NER kaitseb DNA-d, parandades need kahjustused vahetult enne mutatsiooniks muutumist ja edasikandumist tulevastele põlvkondadele või haiguste tekitamist. NER pakub spetsiaalset kaitset mutatsioonide eest, mis on põhjustatud kaudselt eksogeensetest teguritest, nagu keskkonna- ja keemilised kantserogeenid. NER-i on näha peaaegu kõigis organismides ja see tunneb ära kahjustused, mis põhjustavad DNA heeliksi olulisi moonutusi.
NER-protsess hõlmab paljude valkude (nt XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, XPG, CSA, CSB jne) toimet ning toimub mitme lõike- ja kleepimislaadse mehhanismi kaudu. Need valgud on parandusprotsessi lõpuleviimiseks hädavajalikud ning ühe NER-valgu defekt on ülioluline ja võib põhjustada haruldasi retsessiivseid sündroome: xeroderma pigmentosum (XP), Cockayne'i sündroom (CS) ja rabedate juuste häire valgustundlik vorm. trihhotiodüstroofia (TTD).
Joonis 02: Nukleotiidide ekstsisiooni parandamine
Mis vahe on aluse ekstsisiooni parandamisel ja nukleotiidide ekstsisiooni parandamisel?
Aluse ekstsisiooni parandamine vs nukleotiidide ekstsisiooni parandamine |
|
| Baasi väljalõikamise parandamine (BER) on DNA parandamise süsteem, mida kasutatakse rakkudes. | Nucleotide Excision Repair (NER) on teist tüüpi rakkudes leiduv DNA parandamise süsteem. |
| DNA aduktide äratundmine | |
| BER parandab väikeste DNA aduktide kahjustused. | NER parandab suuri DNA adukte. |
| DNA kahjud | |
| BER tuvastab kahjustused, mis ei põhjusta DNA spiraali olulisi moonutusi. | NER tunneb ära kahjustused, mis põhjustavad DNA spiraali olulisi moonutusi. |
| DNA kahjustuste põhjused | |
| BER parandab endogeensete mutageenide põhjustatud kahjustused. | NER parandab eksogeensete mutageenide põhjustatud kahjustused. |
| Keerukus | |
| BER on kõige vähem keerukas remondisüsteem | See on keerulisem kui BER. |
| Valkude vajadus | |
| BER ei vaja muid valke. | NER vajab kahjustatud ja kahjustamata piirkondade eristamiseks mitmeid geeniprodukte, eriti valke. |
| Sobivus | |
| BER sobib ühe aluse kahjustuste parandamiseks. | NER sobib kahjustatud piirkondade asendamiseks. |
Kokkuvõte – aluse ekstsisiooni parandamine vs nukleotiidide ekstsisiooni parandamine
NER ja BER on kahte tüüpi rakkudes leiduvad DNA väljalõikamise parandamise protsessid. BER suudab parandada väikseid endogeenselt tekitatud kahjustusi, samas kui NER suudab parandada kuni 30 aluspaari pikkuseid kahjustusi, mis on põhjustatud enamasti eksogeensest. BER erineb NER-st tuvastatud substraatide tüübi ja esialgse lõhustamissündmuse poolest. BER suudab ära tunda ka kahjustusi, mida ei põhjustanud olulised moonutused DNA spiraalis, samas kui NER tunneb ära DNA spiraali olulisi moonutusi. See on erinevus aluse ekstsisiooni parandamise ja nukleotiidide väljalõikamise vahel.
