Perbezaan Antara Pembaikan Mismatch dan Pembaikan Eksterior Nukleotida
Share
Perbezaan Utama - Perbaikan Kesilapan vs Pembaikan Eksterior Nukleotida
Puluhan dan ribuan kerosakan DNA berlaku di dalam sel setiap hari. Ia menggalakkan perubahan kepada proses sel seperti replikasi, transkripsi serta daya maju sel. Dalam sesetengah kes, mutasi yang disebabkan oleh kerosakan DNA ini boleh membawa kepada penyakit yang merosakkan seperti kanser dan sindrom yang berkaitan dengan penuaan (contoh: Progeria). Terlepas dari ganti rugi ini, sel memulakan mekanisme pembaikan litar yang teratur yang dipanggil balas kerosakan DNA. Beberapa sistem pembaikan DNA telah dikenalpasti dalam sistem selular; ini dikenali sebagai pembaikan excision Base (BER), pembaikan tidak sepadan (MMR), pembaikan excision Nucleotide (NER), pembaikan rehat dua helai. Pembaikan excision nukleotida adalah sistem yang sangat serba boleh yang mengakui luka-luka DNA herotan besar dan membuangnya. Sebaliknya, pembaikan tidak sepadan menggantikan pangkalan yang salah dimasukkan semasa replikasi. Perbezaan utama antara pembaikan tidak sepadan dengan pembaikan terikan nukleotida ialah Pembaikan excision nukleotida (NER) digunakan untuk menghilangkan dimer pyrimidine yang dibentuk oleh penyinaran UV dan lesi heliks besar yang disebabkan oleh bahan kimia tambahan manakala sistem pembaikan tidak sepadan memainkan peranan penting dalam membetulkan asas yang salah diperbadankan yang telah melepaskan diri dari enzim replikasi (polimerase DNA 1) semasa penyerahan pasca. Sebagai tambahan kepada asas yang tidak sesuai, protein sistem MMR juga dapat memperbaiki gelang penyisipan / penghapusan (IDL) yang merupakan hasil dari slaid polymerase semasa replikasi urutan DNA berulang.
KANDUNGAN
1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apakah Pembaikan Mismatch
3. Apakah Pembaikan Eksterior Nukleotida
4. Side by Side Comparison - Pembaikan Mismatch vs Nucleotide Excision Repair
5. Ringkasan
Apakah Pembaikan Eksterior Nukleotida?
Ciri pembaikan excision nukleotida yang paling terkenal adalah bahawa ia membaiki kerosakan nukleotida yang diubahsuai disebabkan oleh gangguan besar dalam helix double DNA. Ia diperhatikan dalam hampir semua organisma yang telah diperiksa sehingga kini. Uvr A, Uvr B, Uvr C (excinucleases) Uvr D (helicase) adalah enzim yang paling terkenal yang terlibat dalam NER yang mencetuskan pembaikan DNA dalam organisma model Ecoli. Kompleks enzim multi-subunit Uvr ABC menghasilkan polipeptida Uvr A, Uvr B, Uvr C. Gen-gen yang dikodkan untuk polipeptida tersebut adalah uvr A, uvr B, uvr C. Uvr A dan B enzim secara kolektif mengiktiraf kerosakan yang disebabkan oleh kerosakan yang disebabkan oleh heliks ganda DNA seperti dimmer pyrimidine akibat penyinaran UV. Uvr A adalah enzim ATPase dan ini adalah tindak balas autokatalik. Kemudian Uvr A meninggalkan DNA manakala kompleks Uvr BC (aktif silikat aktif) memecahkan DNA di kedua-dua belah kerosakan yang dikatalisis oleh ATP. Satu lagi protein yang dipanggil Uvr D yang dikodkan oleh gen uvrD adalah enzim helicase II yang melepaskan DNA yang dihasilkan daripada melepaskan segmen DNA yang rosak terkandas. Ini meninggalkan jurang dalam helix DNA. Selepas segmen yang rosak telah dikeluarkan, jurang nukleotida 12-13 kekal dalam helai DNA. Ini dipenuhi oleh enzim DNA polimerase I dan gelang dimeteraikan oleh ligase DNA. ATP diperlukan pada tiga langkah reaksi ini. Mekanisme NER dapat dikenal pasti dalam manusia seperti mamalia. Pada manusia, keadaan kulit yang dipanggil Xeroderma pigmentosum disebabkan oleh dimer DNA yang disebabkan oleh penyinaran UV. Gen XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, dan XPG menghasilkan protein untuk menggantikan kerosakan DNA. Protein gen XPA, XPC, XPE, XPF, dan XPG mempunyai aktiviti silakan. Sebaliknya, protein XPB dan XPD gen menunjukkan aktiviti helikase yang analog dengan Uvr D dalam E coli.
Rajah 01: pembaikan Exclude Nukleotida
Apakah Pembaikan Mismatch?
Sistem pembaikan tidak sepadan dimulakan semasa sintesis DNA. Walaupun dengan fungsi subunit €, DNA polimerase III membolehkan penggabungan nukleotida yang salah untuk sintesis setiap 108 pasangan asas. Protokol pembaikan tidak sepadan mengiktiraf nukleotida ini, mengenakan cukai dan menggantikannya dengan nukleotida yang betul bertanggungjawab untuk tahap ketepatan akhir. Metilasi DNA adalah penting bagi protein MMR untuk mengenali helai induk dari helai yang disintesis. Metilasi adenine (A) nukleotida dalam motif GATC dari helai yang baru disintesis sedikit tertunda. Sebaliknya, natrium induk adenine nukleotida dalam motif GATC telah dimethilated. Protein MMR mengenal pasti helai baru yang disintesis oleh perbezaan ini dari helai induk dan mula membaiki ketidaksempurnaan dalam helai yang baru disintesis sebelum ia dimethylated. Protein MMR mengarahkan aktiviti pembaikan mereka untuk mengeluarkan nukleotida yang salah sebelum untaian DNA yang baru direplikasi mendapat metilasi. Enzim Mut H, Mut L dan Mut S dikodkan oleh gen mut H, mut L, mut S memangkinkan tindak balas ini dalam Ecoli. Protein Mut S mengiktiraf tujuh daripada lapan pasangan asas ketidakcandaan yang mungkin kecuali C: C, dan mengikat di tapak tidak sepadan dalam DNA dupleks. Dengan ATP terikat, Mut L dan Mut S menyertai kompleks kemudian. Kompleks itu memindahkan beberapa ribu pasang asas sehingga ia menemukan motif GATC hemimetilasi. Aktiviti nikmat senyap dari protein Mut H diaktifkan apabila ia mendapati motif GATC hemimetilasi. Ia menghilangkan helai DNA yang tidak dimetilkan yang meninggalkan nikel 5 pada nukleotida G dari motif GATC yang tidak dimetilkan (helai DNA yang baru disintesis). Kemudian helai yang sama di sisi yang lain dari ketidakcocokan itu dijejali oleh Mut H. Di sepanjang langkah-langkah, tindakan kolektif Uvr D protein helikase, Mut U, SSB dan exonuclease saya excise nukleotida yang tidak betul dalam stranded tunggal DNA. Jurang yang terbentuk di dalam pengasingan dipenuhi oleh DNA polimerase III dan dimeteraikan oleh ligase. Sistem yang sama dapat dikenal pasti pada tikus dan manusia. Mutasi manusia hMLH1, hMSH1, dan hMSH2 terlibat dalam kanser kolon nonpoliposis keturunan yang meregangkan pembahagian sel-sel kolon.
Rajah 02: Pembaikan tidak sepadan
Apakah perbezaan antara Repair Repair and Necleotide Repair Excision?
Pembaikan tidak sepadan vs Repair Excise Nucleotide | |
| Sistem pembaikan tidak sepadan berlaku semasa post-replication. | Ini melibatkan pengurangan dimer pyrimidine akibat penyinaran U.V & lesi DNA yang lain disebabkan oleh bahan tambahan kimia. |
| Enzim | |
| Ia dipangkin oleh Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB dan exonuclease I. | Ia dipangkin oleh enzim Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD. |
| Metilasi | |
| Ia adalah penting untuk memulakan tindak balas. | Metilasi DNA tidak diperlukan untuk memulakan reaksi. |
| Tindakan Enzim | |
| Mutu adalah endonuclease. | Uvr B dan Uvr C adalah exonucleases. |
| Peristiwa | |
| Ini berlaku secara khusus semasa replikasi. | Ini berlaku apabila terdedah kepada U.V atau mutagen kimia, bukan semasa replikasi |
| Pemuliharaan | |
| Ia sangat konservatif | Ia tidak begitu konservatif. |
| Pengisian Gap | |
| Ia dilakukan oleh DNA polymerase III. | Ia dilakukan oleh polimerase DNA I. |
Ringkasan - Pembaikan Mismatch vs Pembaikan Eksterior Nukleotida
Pembaikan tidak sepadan (MMR) dan pembaikan elektrolit Nukleotida (NER) adalah dua mekanisme yang berlaku di dalam sel untuk memperbaiki kerosakan DNA dan gangguan yang disebabkan oleh pelbagai agen. Ini dinamakan secara kolektif sebagai mekanisme pembaikan DNA. Pembaikan ejekan nukleotida membaiki kerosakan nukleotida yang diubah suai, biasanya kerosakan besar helix double DNA yang berlaku akibat pendedahan kepada penyinaran U.V dan bahan kimia tambahan. Prinsip pembaikan tidak sepadan mengenali nukleotida yang salah, excise dan menggantikannya dengan nukleotida yang betul. Proses ini bertanggungjawab untuk tahap ketepatan akhir semasa replikasi.
Rujukan:
1.Cooper, Geoffrey M. "Pembaikan DNA." Sel: Pendekatan Molekul. Edisi 2nd.U.S. Perpustakaan Perubatan Negara, 01 Jan 1970. Web. 09 Mac 2017.
2. "Mekanisme dan fungsi perbaikan mismatch DNA." Penyelidikan sel. Perpustakaan Perubatan Negara A.S., n.d. Web. 09 Mac 2017.
Image Courtesy:
1. "Nucleotide Excision Repair-journal.pbio.0040203.g001" Oleh Jill O. Fuss, Priscilla K. Cooper - (CC BY 2.5) melalui Wikimedia Commons
2. "Pembetulan ketidaksempurnaan DNA Ecoli" Oleh Kenji Fukui - (CC BY 4.0) melalui Wikimedia Commons
