Sự khác biệt giữa Sửa chữa không phù hợp và Sửa chữa cắt bỏ Nucleotide
Share
Sự khác biệt chính - Sửa chữa không phù hợp với Sửa chữa cắt bỏ Nucleotide
Hàng chục và hàng ngàn thiệt hại DNA xảy ra trong tế bào mỗi ngày. Nó gây ra những thay đổi cho các quá trình của tế bào như sao chép, sao chép cũng như khả năng tồn tại của tế bào. Trong một số trường hợp, đột biến gây ra bởi những thiệt hại DNA này có thể dẫn đến các bệnh nguy hiểm như ung thư và các hội chứng liên quan đến lão hóa (ví dụ: Progeria). Bất kể những thiệt hại này, tế bào bắt đầu một cơ chế sửa chữa tầng có tổ chức cao gọi là phản ứng phá hủy DNA. Một số hệ thống sửa chữa DNA đã được xác định trong hệ thống tế bào; chúng được gọi là sửa chữa cắt bỏ cơ sở (BER), sửa chữa không phù hợp (MMR), sửa chữa cắt bỏ Nucleotide (NER), sửa chữa đứt gãy sợi đôi. Sửa chữa cắt bỏ nucleotide là một hệ thống rất linh hoạt, nhận ra các tổn thương DNA biến dạng xoắn ốc cồng kềnh và loại bỏ chúng. Mặt khác, sửa chữa không phù hợp thay thế các cơ sở bị sai lệch trong quá trình sao chép. Sự khác biệt chính giữa sửa chữa không phù hợp và sửa chữa cắt bỏ nucleotide là sửa chữa cắt bỏ nucleotide (NER) được sử dụng để loại bỏ các chất làm mờ pyrimidine được hình thành bởi sự chiếu xạ UV và các tổn thương xoắn ốc cồng kềnh gây ra bởi các chất gây nghiện trong khi hệ thống sửa chữa không phù hợp đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh các cơ sở sai lệch đã thoát ra khỏi các enzyme sao chép (DNA polymerase 1). Ngoài các cơ sở không khớp, các protein hệ thống MMR cũng có thể sửa chữa các vòng lặp chèn / xóa (IDL) là kết quả của sự trượt polymerase trong quá trình sao chép các chuỗi DNA lặp đi lặp lại.
NỘI DUNG
1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Sửa chữa không phù hợp là gì
3. Sửa chữa cắt bỏ Nucleotide là gì
4. So sánh bên cạnh - Sửa chữa không phù hợp với Sửa chữa cắt bỏ Nucleotide
5. Tóm tắt
Sửa chữa cắt bỏ Nucleotide là gì?
Đặc điểm nổi bật nhất của sửa chữa cắt bỏ nucleotide là nó sửa chữa các thiệt hại nucleotide bị biến đổi gây ra bởi sự biến dạng đáng kể trong chuỗi xoắn kép DNA. Nó được quan sát thấy ở hầu hết các sinh vật đã được kiểm tra cho đến nay. Uvr A, Uvr B, Uvr C (excinuclease) Uvr D (một helicase) là các enzyme được biết đến nhiều nhất liên quan đến NER, kích hoạt sửa chữa DNA trong sinh vật mẫu Ecoli. Phức hợp enzyme đa tiểu đơn vị Uvr ABC tạo ra các polypeptide Uvr A, Uvr B, Uvr C. Các gen được mã hóa cho các polypeptide đã nói ở trên là các enzyme uvr A, uvr B, uvr C. Uvr A và B nhận ra sự biến dạng gây ra sự biến dạng gây ra cho chuỗi xoắn kép DNA như làm mờ pyrimidine do chiếu tia UV. Uvr A là enzyme ATPase và đây là phản ứng tự động. Sau đó, Uvr A rời khỏi DNA trong khi phức hợp Uvr BC (nuclease hoạt động) tách DNA ở cả hai phía của thiệt hại được xúc tác bởi ATP. Một protein khác được gọi là Uvr D được mã hóa bởi gen uvrD là enzyme helicase II giúp loại bỏ DNA, kết quả từ việc giải phóng đoạn DNA bị hỏng đơn. Điều này để lại một khoảng trống trong chuỗi xoắn DNA. Sau khi đoạn bị hỏng đã được cắt bỏ, khoảng cách nucleotide 12-13 vẫn còn trong chuỗi DNA. Điều này được lấp đầy bởi enzyme DNA polymerase I và nick được niêm phong bởi DNA ligase. ATP được yêu cầu ở ba bước của phản ứng này. Cơ chế NER cũng có thể được xác định ở những người giống như động vật có vú. Ở người, tình trạng da có tên Xeroderma sắc tố là do các chất làm mờ DNA gây ra bởi bức xạ UV. Các gen XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF và XPG tạo ra protein để thay thế cho sự phá hủy DNA. Các protein của gen XPA, XPC, XPE, XPF và XPG có hoạt động nuclease. Mặt khác, các protein của các gen XPB và XPD cho thấy hoạt động helicase tương tự như Uvr D trong E coli.
Hình 01: Sửa chữa cắt bỏ nucleotide
Sửa chữa không phù hợp là gì?
Hệ thống sửa chữa không phù hợp được bắt đầu trong quá trình tổng hợp DNA. Ngay cả với tiểu đơn vị chức năng €, DNA polymerase III cho phép kết hợp một nucleotide sai để tổng hợp cứ sau 10số 8 cặp cơ sở. Các protein sửa chữa không phù hợp nhận ra nucleotide này, loại bỏ nó và thay thế nó bằng nucleotide chính xác chịu trách nhiệm cho mức độ chính xác cuối cùng. Quá trình methyl hóa DNA là mấu chốt cho protein MMR để nhận ra chuỗi gốc từ chuỗi mới được tổng hợp. Quá trình methyl hóa nucleotide adenine (A) trong mô típ GATC của một chuỗi mới được tổng hợp là một chút chậm trễ. Mặt khác, chuỗi adenine nucleotide gốc trong mô típ GATC đã bị methyl hóa. Các protein MMR nhận ra chuỗi mới được tổng hợp bởi sự khác biệt này từ chuỗi gốc và bắt đầu sửa chữa không khớp trong chuỗi mới được tổng hợp trước khi nó bị methyl hóa. Các protein MMR chỉ đạo hoạt động sửa chữa của chúng để loại bỏ các nucleotide sai trước khi chuỗi DNA mới được sao chép bị methyl hóa. Các enzyme Mut H, Mut L và Mut S được mã hóa bởi các gen mut H, mut L, mut S xúc tác cho các phản ứng này trong Ecoli. Protein Mut S nhận ra bảy trong số tám cặp cơ sở không khớp có thể ngoại trừ C: C và liên kết tại vị trí không khớp trong DNA song công. Với các ATP bị ràng buộc, Mut L và Mut S tham gia vào khu phức hợp sau đó. Sự phức tạp chuyển vài nghìn cặp cơ sở cho đến khi nó tìm thấy một mô típ GATC bị hemimetyl hóa. Hoạt động nuclease không hoạt động của protein Mut H được kích hoạt khi nó tìm thấy một mô típ GATC bị hemimetyl hóa. Nó cắt chuỗi DNA không được methyl hóa để lại một nick 5 'tại G nucleotide của mô típ GATC chưa được methyl hóa (chuỗi DNA mới được tổng hợp). Sau đó, cùng một chuỗi ở phía bên kia của sự không phù hợp được đặt biệt danh bởi Mut H. Trong các bước còn lại, các hành động tập thể của Uvr D là protein helicase, Mut U, SSB và exonuclease tôi loại bỏ nucleotide không chính xác trong chuỗi đơn DNA. Khoảng trống được hình thành trong quá trình cắt bỏ được lấp đầy bởi DNA polymerase III và được niêm phong bởi ligase. Một hệ thống tương tự có thể được xác định ở chuột và người. Sự đột biến của hMLH1 ở người, hMSH1 và hMSH2 có liên quan đến ung thư ruột kết không do di truyền, điều hòa sự phân chia tế bào của các tế bào ruột kết.
Hình 02: Sửa chữa không khớp
Sự khác biệt giữa Sửa chữa không phù hợp và Sửa chữa cắt bỏ Nucleotide là gì?
Sửa chữa không phù hợp với sửa chữa cắt bỏ Nucleotide | |
| Hệ thống sửa chữa không phù hợp xảy ra trong quá trình hậu sao chép. | Điều này có liên quan đến việc loại bỏ các chất làm mờ pyrimidine do chiếu xạ U.V và các tổn thương DNA khác do nghiện hóa chất. |
| Enzyme | |
| Nó được xúc tác bởi Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB và exonuclease I. | Nó được xúc tác bởi các enzyme Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD. |
| Methyl hóa | |
| Nó là mấu chốt để bắt đầu phản ứng. | Quá trình methyl hóa DNA là không cần thiết để bắt đầu phản ứng. |
| Hành động của Enzyme | |
| Mut H là một endonuclease. | Uvr B và Uvr C là exonuclease. |
| Dịp | |
| Điều này xảy ra đặc biệt trong quá trình sao chép. | Điều này xảy ra khi tiếp xúc với U.V hoặc đột biến hóa học, không phải trong quá trình sao chép |
| Sự bảo tồn | |
| Nó được bảo tồn cao | Nó không được bảo tồn cao. |
| Khoảng cách điền | |
| Nó được thực hiện bởi DNA polymerase III. | Nó được thực hiện bởi DNA polymerase I. |
Tóm tắt - Sửa chữa không phù hợp với Sửa chữa cắt bỏ Nucleotide
Sửa chữa không phù hợp (MMR) và sửa chữa cắt bỏ Nucleotide (NER) là hai cơ chế diễn ra trong tế bào để khắc phục thiệt hại và biến dạng DNA gây ra bởi các tác nhân khác nhau. Chúng được gọi chung là cơ chế sửa chữa DNA. Sửa chữa cắt bỏ nucleotide sửa chữa các thiệt hại nucleotide đã sửa đổi, điển hình là những thiệt hại đáng kể của chuỗi xoắn kép DNA xảy ra do tiếp xúc với chiếu xạ U.V và các chất gây nghiện hóa học. Các protein sửa chữa không phù hợp nhận ra các nucleotide sai, loại bỏ nó và thay thế nó bằng các nucleotide chính xác. Quá trình này chịu trách nhiệm cho mức độ chính xác cuối cùng trong quá trình sao chép.
Tài liệu tham khảo:
1. Hợp tác, Sửa chữa DNA Geoffrey M .. Tế bào: Một phương pháp tiếp cận phân tử. Tái bản lần 2.U.S. Thư viện Y khoa Quốc gia, ngày 1 tháng 1 năm 1970. Web. Ngày 09 tháng 3 năm 2017.
2. Cơ chế và chức năng của sửa chữa không khớp DNA. Nghiên cứu tế bào. Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ, n.d. Web. Ngày 09 tháng 3 năm 2017.
Hình ảnh lịch sự:
1. Sửa chữa cắt bỏ Nucleotide-Tạp chí.pbio.0040203.g001, bởi Jill O. Fuss, Priscilla K. Cooper - (CC BY 2.5) qua Commons Wikimedia
2. Sửa chữa DNA không phù hợp với Ecoli, bởi Kenji Fukui - (CC BY 4.0) qua Commons Wikimedia
