Διαφορά μεταξύ επιδιόρθωσης ασυμφωνίας και επιδιόρθωσης εκτομής νουκλεοτιδίων

Η κύρια διαφορά μεταξύ επιδιόρθωσης ασυμφωνίας και επιδιόρθωσης εκτομής νουκλεοτιδίου είναι ότι η επισκευή ασυμφωνίας (MMR) είναι υπεύθυνη για την αφαίρεση των ασυμφωνιών βάσης και των μικρών βρόχων εισαγωγής/διαγραφής που εισάγονται κατά την αντιγραφή του DNA, ενώ η επιδιόρθωση εκτομής νουκλεοτιδίου (NER) είναι υπεύθυνη για την αφαίρεση ενός ποικίλες βλάβες στο DNA που συμβαίνουν λόγω της υπεριώδους ακτινοβολίας. Επιπλέον, τα κύτταρα υφίστανται επιδιόρθωση ασυμφωνίας αμέσως μετά τη σύνθεση του DNA, ενώ τα κύτταρα υποβάλλονται σε επισκευή εκτομής νουκλεοτιδίου εάν το DNA καταστραφεί.

Η επιδιόρθωση ασυμφωνίας και η επιδιόρθωση εκτομής νουκλεοτιδίων είναι δύο μηχανισμοί που αποτρέπουν μεταλλάξεις και άλλες μόνιμες αλλαγές στην αλληλουχία του DNA.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται 

1. Τι είναι η επιδιόρθωση ασυμφωνίας
     – Ορισμός, Διαδικασία, Σημασία
2. Τι είναι η επιδιόρθωση νουκλεοτιδικής εκτομής
     – Ορισμός, Διαδικασία, Σημασία
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της επιδιόρθωσης ασυμφωνίας και της επιδιόρθωσης εκτομής νουκλεοτιδίων
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της επιδιόρθωσης ασυμφωνιών και της επιδιόρθωσης εκτομής νουκλεοτιδίων
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι 

Βλάβη DNA, επιδιόρθωση DNA, επιδιόρθωση ασυμφωνίας (MMR), επιδιόρθωση εκτομής νουκλεοτιδίων (NER), Σφάλματα αναδιπλασιασμού

Τι είναι η επιδιόρθωση ασυμφωνίας 

Η επιδιόρθωση ασυμφωνίας (MMR) είναι ένας μηχανισμός επιδιόρθωσης DNA που εμφανίζεται αμέσως μετά την αντιγραφή του DNA. Ως εκ τούτου, ο κύριος στόχος αυτού του μηχανισμού είναι η αφαίρεση και η αντικατάσταση βάσεων που έχουν καταστραφεί, οι οποίες δεν διορθώνονται με διόρθωση. Επιπλέον, ανιχνεύει και διορθώνει μικρές εισαγωγές και διαγραφές που συμβαίνουν λόγω ολισθήσεων της DNA πολυμεράσης.

Εικόνα 1:Μηχανισμός επιδιόρθωσης ασυμφωνιών

Συνήθως, οι τρεις πρωτεΐνες στο Ε. coli Το σύστημα επιδιόρθωσης αναντιστοιχιών είναι τα MutS, MutL και MutH. Από την άλλη πλευρά, οι ευκαρυώτες περιέχουν μόνο το ομόλογο των MutS και MutL. Στους ανθρώπους, το ομόλογο ετεροδιμερές MutS, το MSH2-MSH6 δεσμεύεται στην αναντιστοιχία ενώ το MSH2-MSH6 και το MSH2-MSH3 μπορούν να συνδεθούν στον βρόχο εισαγωγών/διαγραφών. Στη συνέχεια, ο νεοσυντιθέμενος κλώνος υποβαθμίζεται, αφαιρώντας την αναντιστοιχία με τη δράση του EXO1. Μετά από αυτό, η επανασύνθεση του DNA και η απολίνωση ολοκληρώνουν την αναντιστοιχία.

Τι είναι η Αποκατάσταση νουκλεοτιδίων 

Η επιδιόρθωση της εκτομής νουκλεοτιδίων (NER) είναι ένας μηχανισμός επιδιόρθωσης DNA για την αφαίρεση και την αντικατάσταση κατεστραμμένων νουκλεοτιδίων. Γενικά, αυτός ο μηχανισμός ανιχνεύει και διορθώνει βλάβες στο DNA, οι οποίες παραμορφώνουν τη διπλή έλικα του DNA. Αυτό είναι; αυτό το μονοπάτι ανιχνεύει νουκλεοτίδια και τροποποιείται με ογκώδεις χημικές ομάδες που συνδέονται με το DNA, όπως χημικές ουσίες στον καπνό του τσιγάρου. Επιπλέον, η οδός επιδιόρθωσης εκτομής νουκλεοτιδίων διορθώνει τις βλάβες του DNA που προκαλούνται από την υπεριώδη ακτινοβολία. Εδώ, η υπεριώδης ακτινοβολία κάνει τις βάσεις θυμίνης και κυτοσίνης να αντιδρούν με τα γειτονικά νουκλεοτίδια τους. Ωστόσο, οι προκύπτοντες δεσμοί παραμορφώνουν τη διπλή έλικα, προκαλώντας σφάλματα στην αντιγραφή του DNA. Εδώ, ο πιο κοινός τύπος αυτών των δεσμών είναι τα διμερή θυμίνης, που αποτελούνται από δύο νουκλεοτίδια θυμίνης που αντιδρούν μαζί.

Εικόνα 2:Επιδιόρθωση εκτομής νουκλεοτιδίων

Επιπλέον, οι δύο επιμέρους οδοί της επιδιόρθωσης της εκτομής νουκλεοτιδίων είναι η σφαιρική επιδιόρθωση γονιδιώματος (GGR) , που επιδιορθώνουν βλάβες στο συνολικό γονιδίωμα και επισκευή συζευγμένη με μεταγραφή (TCR) , που επιδιορθώνουν ειδικά τον μεταγραφόμενο κλώνο των ενεργών γονιδίων. Ωστόσο, αυτά τα δύο μονοπάτια χρησιμοποιούν διαφορετικούς παράγοντες για το αρχικό βήμα αναγνώρισης. Μετά από αυτό, ο παράγοντας μεταγραφής πρόσληψης, TFIIH έχει δύο τομείς με δραστηριότητα ελικάσης αντίθετης πολικότητας για να ξετυλίξει το DNA γύρω από τις βλάβες. Στη συνέχεια, οι δεύτεροι δεσμευτικοί μεταγραφικοί παράγοντες κόβουν τη ζημιά από τα 3' και 5' άκρα του. Από αυτό, απελευθερώνεται ένα θραύσμα μήκους 24-32 νουκλεοτιδίων. Τέλος, η επιδιόρθωση ολοκληρώνεται με σύνθεση DNA και απολίνωση.

Ομοιότητες μεταξύ επιδιόρθωσης ασυμφωνίας και επιδιόρθωσης εκτομής νουκλεοτιδίων 

• Η επιδιόρθωση ασυμφωνίας και η επιδιόρθωση εκτομής νουκλεοτιδίων είναι δύο τύπους μηχανισμών επιδιόρθωσης DNA.
• Η κύρια λειτουργία τους είναι να αποτρέπουν μεταλλάξεις και άλλες μόνιμες αλλαγές στην αλληλουχία του DNA.
• Τα ένζυμα εκτελούν και τις δύο διαδικασίες.

Διαφορά μεταξύ επιδιόρθωσης ασυμφωνίας και επιδιόρθωσης εκτομής νουκλεοτιδίων 

Ορισμός 

Η επιδιόρθωση ασυμφωνίας (MMR) αναφέρεται σε ένα σύστημα επιδιόρθωσης DNA όπου ένα μέλος ενός αταίριαστου ζεύγους βάσεων μετατρέπεται στην κανονικά αντιστοιχισμένη βάση ενώ η επιδιόρθωση εκτομής νουκλεοτιδίων (NER) αναφέρεται στο κύρια οδός που χρησιμοποιείται από τα θηλαστικά για την αφαίρεση ογκωδών αλλοιώσεων του DNA, όπως αυτές που σχηματίζονται από το υπεριώδες φως.

Σημασία 

Τα κύτταρα υφίστανται επιδιόρθωση ασυμφωνίας αμέσως μετά τη σύνθεση του DNA, ενώ τα κύτταρα υφίστανται επιδιόρθωση εκτομής νουκλεοτιδίου με την εμφάνιση βλαβών στο DNA.

Τύπος επισκευής 

Η επιδιόρθωση ασυμφωνίας αντικαθιστά τις αναντιστοιχίες και τους βρόχους εισαγωγής/διαγραφής, οι οποίοι δεν επιδιορθώνονται με διόρθωση, ενώ η επιδιόρθωση εκτομής νουκλεοτιδίων αντικαθιστά βλάβες στο DNA που σχηματίζονται από την υπεριώδη ακτινοβολία ή χημικές ουσίες στον καπνό του τσιγάρου.

Αποκοπή από 

Η εξωνουκλεάση 1 αποκόπτει το αναντιστοιχισμένο DNA στον μηχανισμό επιδιόρθωσης ασυμφωνίας, ενώ οι παράγοντες μεταγραφής, XPG και XPF-ERCC1 αποκόπτουν το κατεστραμμένο DNA στον μηχανισμό επιδιόρθωσης εκτομής νουκλεοτιδίου.

Συμπέρασμα 

Η επιδιόρθωση ασυμφωνίας είναι ο μηχανισμός επιδιόρθωσης του DNA, που αντικαθιστά τις αναντιστοιχίες και τους βρόχους εισαγωγής/διαγραφής που ενσωματώνονται κατά την αντιγραφή του DNA. Γενικά, αυτές οι αναντιστοιχίες είναι αυτές που διαφεύγουν κατά τη διόρθωση. Από την άλλη πλευρά, η επιδιόρθωση της εκτομής νουκλεοτιδίων είναι ένας άλλος μηχανισμός επιδιόρθωσης του DNA, ο οποίος αντικαθιστά το κατεστραμμένο DNA από την υπεριώδη ακτινοβολία. Επομένως, η επιδιόρθωση ασυμφωνίας συμβαίνει αμέσως μετά την αντιγραφή του DNA. Ωστόσο, οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης εκτομής νουκλεοτιδίων συμβαίνουν με την εμφάνιση βλαβών στο DNA. Η κύρια λειτουργία και των δύο μηχανισμών είναι η πρόληψη μεταλλάξεων και άλλων μόνιμων αλλαγών στο DNA. Έτσι, η κύρια διαφορά μεταξύ επιδιόρθωσης ασυμφωνίας και επιδιόρθωσης εκτομής νουκλεοτιδίου είναι ο τύπος της επισκευής.

 Αναφορές:

1. Fleck, O. "DNA Repair." Journal of Cell Science , τόμ. 117, αρ. 4, 2004, σελ. 515–517., doi:10.1242/jcs.00952.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Ecoli επιδιόρθωση ασυμφωνίας DNA" Από τον Kenji Fukui (CC BY 4.0) μέσω του Commons Wikimedia   
2. "Nucleotide Excision Repair-journal.pbio.0040203.g001" Από Jill O. Fuss, Priscilla K. Cooper (CC BY 2.5) μέσω Commons Wikimedia