Разница между несоответствием и удалением нуклеотидов

Ключевое отличие - исправление несоответствия по сравнению с удалением нуклеотидов
 

Десятки и тысячи повреждений ДНК происходят в клетке в день. Он вызывает изменения в клеточных процессах, таких как репликация, транскрипция, а также жизнеспособность клетки. В некоторых случаях мутации, вызванные этими повреждениями ДНК, могут привести к вредным заболеваниям, таким как рак и ассоциированные со старением синдромы (например, прогерия). Независимо от этих повреждений, клетка запускает высокоорганизованный механизм каскадного восстановления, называемый реакцией повреждения ДНК. Несколько систем репарации ДНК были идентифицированы в клеточной системе; они известны как восстановление основной эксцизии (BER), восстановление несовпадения (MMR), восстановление эксцизии нуклеотидов (NER), восстановление двухцепочечного разрыва. Эксцизионная репарация нуклеотидов - это очень универсальная система, которая распознает повреждения ДНК, искажающие объемную спираль, и удаляет их. С другой стороны, исправление несоответствия заменяет ошибочные базы во время репликации. Ключевое различие между восстановлением несоответствия и восстановлением эксцизии нуклеотидов заключается в том, что эксцизионная репарация нуклеотидов (NER) используется для удаления димеров пиримидина, образованных ультрафиолетовым излучением и объемными повреждениями спирали, вызванными химическими аддуктами, в то время как система несовпадения играет важную роль в исправлении ошибочно интегрированных оснований, которые ускользнули от ферментов репликации (ДНК-полимеразы 1) во время пострепликации.. В дополнение к несовпадающим основаниям белки системы MMR могут также восстанавливать петли вставок / делеций (IDL), которые являются результатом проскальзывания полимеразы во время репликации повторяющихся последовательностей ДНК..

СОДЕРЖАНИЕ
1. Обзор и основные отличия
2. Что такое несоответствие ремонта
3. Что такое эксцизионный ремонт нуклеотидов?
4. Сравнение бок о бок - исправление несоответствия по сравнению с удалением нуклеотидов
5. Резюме

Что такое эксцизионный ремонт нуклеотидов?

Наиболее отличительной чертой эксцизионной репарации нуклеотидов является то, что она восстанавливает модифицированные повреждения нуклеотидов, вызванные значительными искажениями в двойной спирали ДНК. Это наблюдается почти во всех организмах, которые были исследованы до настоящего времени. Uvr A, Uvr B, Uvr C (эксинуклеазы) Uvr D (геликаза) являются наиболее известными ферментами, участвующими в NER, которые запускают восстановление ДНК в модельном организме Ecoli. Мультисубъединичный ферментный комплекс Uvr ABC продуцирует полипептиды Uvr A, Uvr B, Uvr C. Гены, кодируемые для вышеупомянутых полипептидов, представляют собой uvr A, uvr B, uvr C. Ферменты Uvr A и B совместно распознают искажение, вызванное повреждением, которое вызывается двойной спиралью ДНК, такой как диммеры пиримидина, из-за облучения ультрафиолетом. Uvr A является ферментом АТФазы, и это автокаталитическая реакция. Затем Uvr A покидает ДНК, тогда как комплекс Uvr BC (активная нуклеаза) расщепляет ДНК с обеих сторон повреждения, которое катализируется АТФ. Другой белок, называемый Uvr D, кодируемый геном uvrD, представляет собой фермент helicase II, который разматывает ДНК, которая возникает в результате высвобождения одноцепочечного поврежденного сегмента ДНК. Это оставляет зазор в спирали ДНК. После удаления поврежденного сегмента в цепи ДНК остается 12-13 нуклеотидный разрыв. Это заполняется ферментом ДНК-полимеразы I, а ник запечатывается ДНК-лигазой. АТФ требуется на трех этапах этой реакции. Механизм NER также может быть идентифицирован у людей, подобных млекопитающим. У людей состояние кожи под названием Xeroderma pigmentosum обусловлено димерами ДНК, вызванными ультрафиолетовым излучением. Гены XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF и XPG вырабатывают белки для замены повреждений ДНК. Белки генов XPA, XPC, XPE, XPF и XPG обладают нуклеазной активностью. С другой стороны, белки генов XPB и XPD проявляют геликазную активность, которая аналогична Uvr D в E coli.

Рисунок 01: Удаление нуклеотидов

Что такое несоответствие ремонта?

Система восстановления несоответствия инициируется во время синтеза ДНК. Даже с функциональной субъединицей ДНК ДНК-полимераза III позволяет вводить неправильный нуклеотид для синтеза каждые 10⁸ пар оснований. Восстанавливающие несоответствие белки распознают этот нуклеотид, обрезают его и заменяют правильным нуклеотидом, отвечающим за конечную степень точности. Метилирование ДНК имеет решающее значение для белков MMR, чтобы распознать родительскую цепь из вновь синтезированной цепи. Метилирование аденин (A) нуклеотида в мотиве GATC вновь синтезированной цепи немного задерживается. С другой стороны, нуклеотид аденин родительской цепи в мотиве GATC уже метилирован. MMR-белки распознают вновь синтезированную цепь по этому отличию от родительской цепи и начинают восстановление несоответствия во вновь синтезированной цепи до того, как она метилируется. Белки MMR направляют свою репарационную активность на удаление неправильного нуклеотида до того, как вновь реплицированная цепь ДНК метилируется. Ферменты Mut H, Mut L и Mut S, кодируемые генами mut H, mut L, mut S, катализируют эти реакции в Ecoli. Белок Mut S распознает семь из восьми возможных пар несоответствий оснований, за исключением C: C, и связывается в месте несоответствия в дуплексной ДНК. Со связанными ATP Mut L и Mut S присоединяются к комплексу позже. Комплекс перемещает несколько тысяч пар оснований, пока не обнаружит гемиметилированный мотив GATC. Спящая нуклеазная активность белка Mut H активируется, когда он обнаруживает гемиметилированный мотив GATC. Он расщепляет неметилированную цепь ДНК, оставляя 5 'ник в G нуклеотиде неметилированного мотива GATC (вновь синтезированная цепь ДНК). Затем Mut H надрезает ту же самую нить на другой стороне несоответствия. На остальных этапах коллективные действия Uvr D, белка геликазы, Mut U, SSB и экзонуклеазы I иссекают неправильный нуклеотид в одноцепочечной цепи. ДНК. Пробел, который образуется при удалении, заполняется ДНК-полимеразой III и закрывается лигазой. Подобная система может быть идентифицирована у мышей и людей. Мутация человеческого hMLH1, hMSH1 и hMSH2 вовлечена в наследственный неполипозный рак толстой кишки, который нарушает деление клеток клеток толстой кишки.

Рисунок 02: Несоответствие Ремонт

В чем разница между несоответствием и удалением нуклеотидов??

Несоответствие ремонта против удаления нуклеотидов
Несоответствие системы исправления происходит во время пост-репликации.	Это связано с удалением пиримидиновых димеров из-за УФ-облучения и других повреждений ДНК из-за химического аддукта..
Ферменты
Это катализируется Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB и экзонуклеазой I.	Катализируется ферментами Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD..
метилирование
Это имеет решающее значение для инициирования реакции.	Метилирование ДНК не требуется для инициирования реакции.
Действие Ферментов
Mut H является эндонуклеазой.	Uvr B и Uvr C являются экзонуклеазами.
Случай
Это происходит конкретно во время репликации.	Это происходит при воздействии ультрафиолетовых лучей или химических мутагенов, а не во время репликации
консервация
Это очень консервативный	Это не очень консервативный.
Заполнение промежутка
Это делается с помощью ДНК-полимеразы III.	Это делается с помощью ДНК-полимеразы I.

Резюме - Несоответствие ремонта против удаления эксцизионных нуклеотидов

Восстановление несоответствия (MMR) и восстановление эксцизионных нуклеотидов (NER) - два механизма, которые имеют место в клетке, чтобы исправить повреждения ДНК и искажения, вызванные различными агентами. Все вместе они называются механизмами репарации ДНК. Удаление эксцизионных нуклеотидов восстанавливает модифицированные повреждения нуклеотидов, как правило, те значительные повреждения двойной спирали ДНК, которые происходят из-за воздействия ультрафиолетового излучения и химических аддуктов. Восстанавливающие несоответствие белки распознают неправильный нуклеотид, удаляют его и заменяют правильным нуклеотидом. Этот процесс отвечает за конечную степень точности во время репликации.

Ссылка:
1. Купер, Джеффри М. «Восстановление ДНК». Клетка: молекулярный подход. 2-е издание.U.S. Национальная медицинская библиотека, 01 января 1970 года. Интернет. 09 марта 2017.
2. «Механизмы и функции репарации несоответствия ДНК». Клеточные исследования. Национальная медицинская библиотека США, н.д. Web. 09 марта 2017.

Изображение предоставлено:
1. «Ремонт удаления нуклеотидов-journal.pbio.0040203.g001» Джилл О. Фусс, Присцилла К. Купер - (CC BY 2.5) через Commons Wikimedia
2. «Восстановление несовпадения ДНК Ecoli» Кэндзи Фукуи - (CC BY 4.0) через Commons Wikimedia