Різниця між ремонтом невідповідності та ремонтом нуклеотидної точності

Ключова відмінність - невідповідність ремонту проти нуклеотидної точності
 

Десятки і тисячі пошкоджень ДНК відбуваються в клітині на день. Це індукує зміни до клітинних процесів, таких як реплікація, транскрипція, а також життєздатність клітини. У деяких випадках мутації, спричинені цими пошкодженнями ДНК, можуть призвести до шкідливих захворювань, таких як рак та синдроми, пов’язані зі старінням (наприклад: Progeria). Незалежно від цих пошкоджень, клітина ініціює високоорганізований механізм відновлення каскаду, який називається реакціями пошкодження ДНК. У клітинній системі було виявлено декілька систем відновлення ДНК; вони відомі як ремонт базового висічення (BER), ремонт невідповідності (MMR), ремонт нуклеотидного висічення (NER), ремонт подвійних ниток. Відновлення нуклеотидного висічення - це дуже універсальна система, яка розпізнає об’ємні викривлення спіралей ДНК та пошкоджує їх. З іншого боку, виправлення невідповідності замінює неправильно включені бази під час реплікації. Ключова відмінність між відновленням невідповідності та відновленням нуклеотидного висічення полягає в тому, що відновлення висічення нуклеотидів (NER) використовується для видалення піримідинових димерів, утворених ультрафіолетовим опроміненням і об'ємними спіральними ураженнями, викликаними хімічними аддуктами, тоді як система відновлення невідповідностей відіграє важливу роль у корекції неправильно об'єднаних підстав, що втекли від ферментів реплікації (ДНК-полімераза 1) під час післяреплікації. На додаток до невідповідних основ, білки системи MMR також можуть відновлювати петлі вставки / делеції (IDL), які є результатами прослизання полімерази під час реплікації повторюваних послідовностей ДНК.

ЗМІСТ
1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке невідповідність
3. Що таке ремонт нуклеотидної точності
4. Поплечне порівняння - Невідповідність ремонту проти нуклеотидної точності відновлення
5. Підсумок

Що таке ремонт нуклеотидів?

Найбільш відмітною особливістю відновлення висічення нуклеотидів є те, що він відновлює модифіковані пошкодження нуклеотидів, спричинені значними спотвореннями у подвійній спіралі ДНК. Він спостерігається майже у всіх організмах, які до цього часу були обстежені. Uvr A, Uvr B, Uvr C (ексинуклеази) Uvr D (геліказа) - це найвідоміші ферменти, що беруть участь у НЕР, які викликають відновлення ДНК в модельному організмі Ecoli. Ферментний комплекс мульти-субодиниць Uvr ABC продукує поліпептиди Uvr A, Uvr B, Uvr C. Гени, кодовані для вищезазначених поліпептидів, є uvr A, uvr B, uvr C. Ферменти Uvr A і B спільно визнають спотворене спотворення викривлення, яке спричинено подвійною спіраллю ДНК, такою як диміри піримідину внаслідок УФ-опромінення. Uvr A - фермент АТФази, і це автокаталітична реакція. Тоді Uvr A залишає ДНК, тоді як комплекс Uvr BC (активна нуклеаза) розщеплює ДНК в обидві сторони від пошкодження, що каталізується АТФ. Інший білок під назвою Uvr D, кодований геном uvrD, - це фермент гелікази II, який розмотує ДНК, що є результатом вивільнення однониткового пошкодженого сегмента ДНК. Це залишає пробіл у спіралі ДНК. Після висічення пошкодженого сегмента в ланцюзі ДНК залишається 12-13 нуклеотидних зазорів. Це заповнюється ферментом ДНК-полімерази I і нік запечатується ДНК-лігазою. АТФ необхідний на трьох етапах цієї реакції. Механізм NER може бути ідентифікований і у ссавців, як людей. У людей стан шкіри під назвою Xeroderma pigmentosum обумовлений ДНК-димерами, викликаними УФ-опроміненням. Гени XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF і XPG виробляють білки для заміни пошкодження ДНК. Білки генів XPA, XPC, XPE, XPF і XPG мають нуклеазну активність. З іншого боку, білки генів XPB та XPD демонструють геліказну активність, аналоги якої Uvr D у Е coli.

Малюнок 01: Ремонт нуклеотидної точності

Що таке ремонт невідповідностей?

Система відновлення невідповідності запускається під час синтезу ДНК. Навіть за допомогою функціональної субодиниці € ДНК-полімераза III дозволяє включати неправильний нуклеотид для синтезу кожні 10⁸ пар основ. Білки, що відновлюють невідповідність, розпізнають цей нуклеотид, вирізають його і замінюють правильним нуклеотидом, що відповідає за остаточну ступінь точності. Метилювання ДНК є головним для білків MMR для розпізнавання вихідної ланцюга з нещодавно синтезованої ланцюга. Метилювання нуклеотиду аденіну (А) у мотиві GATC новосинтезованої нитки трохи затягується. З іншого боку, аденіновий нуклеотид материнської ланцюга в мотиві GATC вже метильований. Білки MMR розпізнають новосинтезовану нитку за цією відмінністю від материнської ланцюга і починають невідповідність ремонту в нещодавно синтезованій ланцюжку до того, як вона стане метильованою. Білки MMR спрямовують свою репараційну активність на виведення неправильного нуклеотиду до того, як щойно відтворена нитка ДНК не стане метильованою. Ферменти Mut H, Mut L та Mut S, кодовані генами mut H, mut L, mut S, каталізують ці реакції в Ecoli. Mut S білок розпізнає сім з восьми можливих невідповідних пар основ, за винятком C: C, і зв'язується в місці невідповідності дуплексної ДНК. З прив’язаними АТФ Mut L і Mut S приєднуються до комплексу пізніше. Комплекс розміщує кілька тисяч пар основ, поки не знайде геміметильований мотив GATC. Спляча нуклеазна активність білка Mut H активується, як тільки виявляється мотив геміметильованого GATC. Він розщеплює неметильовану нитку ДНК, залишаючи 5 'нік у нуклеотиді G неметильованого GATC мотива (нещодавно синтезований ланцюг ДНК). Тоді ту саму нитку з іншого боку невідповідності пронизує Мут Х. На решті етапів колективними діями Uvr D білка гелікази, Mut U, SSB і екзонуклеази я вирізаю неправильний нуклеотид в одноланцюговій. ДНК. Проміжок, який утворюється при висіченні, заповнюється ДНК-полімеразою III і герметизується лігазою. Подібну систему можна ідентифікувати у мишей і людини. Мутація hMLH1, hMSH1 та hMSH2 бере участь у спадковому неполіпозному раку товстої кишки, який дерегулює клітинний поділ клітин товстої кишки..

Малюнок 02: Виправлення невідповідностей

Яка різниця між ремонтом невідповідності та ремонтом нуклеотидної точності?

Ремонт невідповідностей проти нуклеотидної точності
Система відновлення невідповідностей відбувається під час реплікації.	Це бере участь у видаленні піримідинових димерів через опромінення U.V та інших уражень ДНК через хімічний аддукт.
Ферменти
Він каталізується Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB і екзонуклеазою I.	Він каталізується ферментами Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD.
Метилювання
Ініціювати реакцію важливо.	Метилювання ДНК не потрібно для ініціювання реакції.
Дія ферментів
Mut H - ендонуклеаза.	Uvr B і Uvr C - екзонуклеази.
Нагода
Це відбувається конкретно під час реплікації.	Це трапляється при впливі U.V або хімічних мутагенів, а не під час реплікації
Збереження
Це дуже збережено	Це не дуже збережено.
Заповнення прогалини
Це робиться ДНК-полімеразою III.	Це робиться ДНК-полімеразою I.

Підсумок - Невідповідність ремонту проти нуклеотидної точності відновлення

Відновлення невідповідності (MMR) та відновлення висічення нуклеотидів (NER) - це два механізми, які діють у клітині, щоб виправити пошкодження ДНК та спотворення, викликані різними агентами. Вони разом називаються механізмами відновлення ДНК. Відновлення нуклеотидного висічення відновлює модифіковані нуклеотидні пошкодження, як правило, ті значні пошкодження подвійної спіралі ДНК, які трапляються внаслідок впливу опромінення U.V та хімічних аддуктів. Білки, що відновлюють невідповідність, розпізнають неправильний нуклеотид, висікають його і замінюють правильним нуклеотидом. Цей процес відповідає за остаточну ступінь точності під час реплікації.

Довідка:
1. Купер, Джеффрі М. "Ремонт ДНК". Клітина: молекулярний підхід. 2-е видання.УС. Національна медична бібліотека, 01 січня 1970 р. Веб. 09 березня 2017 року.
2. "Механізми та функції відновлення невідповідності ДНК". Дослідження клітин. Національна медична бібліотека США, n.d. Веб. 09 березня 2017 року.

Надано зображення:
1. «Нуклеотидна точність ремонту-журнал.pbio.0040203.g001» від Джилл О. Фусс, Присцила К. Купер - (CC BY 2.5) через Commons Wikimedia
2. "Відновлення невідповідності ДНК Ecoli" від Kenji Fukui - (CC BY 4.0) через Wikimedia Commons