Razlika med popravljanjem osnovne natančnosti in popravljanjem nukleotidne natančnosti

Ključna razlika - Popravilo osnovne natančnosti v primerjavi z nukleotidnimi popravki
 

Zaradi različnih notranjih in zunanjih dejavnikov se DNK pogosto poškoduje. Vendar celični sistemi za popravilo takoj in nenehno popravljajo škodo, preden postanejo mutacije ali preden se prenesejo na naslednje generacije. V celicah obstajajo tri vrste sistemov za popravilo ekscizij: sanacija nukleotidnih ekscizij (NER), sanacija baznih ekscizij (BER) in popravilo neskladja DNK (MMR) za popravljanje enojnih poškodb DNK. Ključna razlika med popravljanjem osnovne ekscizije in popravkom nukleotidne ekscizije je v tem sanacija baznih ekscizij je preprost sistem popravil, ki deluje v celicah za saniranje poškodb posameznih nukleotidov, povzročenih endogeno medtem sanacija ekscizije nukleotidov je zapleten sistem popravil, ki deluje v celicah, da popravi sorazmerno večje, poškodovane regije, ki so povzročene eksogeno.

VSEBINA
1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je popravilo osnovne natančnosti
3. Kaj je Nucleotide Excision Repair
4. Primerjava ob strani - popravilo osnovne natančnosti v primerjavi z nukleotidnimi popravki
5. Povzetek

Kaj je popravilo osnovne natančnosti?

Popravilo temeljnih izrezov je najpreprostejša različica sistema za popravilo DNK, ki ga imajo celice. Uporablja se za popravilo manjših poškodb DNK. DNK baze so spremenjene zaradi deaminacije ali alkilacije. Kadar pride do poškodb baze, DNA glikozilaza prepozna in aktivira sistem za popravljanje bazne ekscizije in ga obnovi s pomočjo encimov AP endonukleaze, DNK polimeraze in ligaze DNA. Naslednji koraki so vključeni v sistem BER.

1. Prepoznavanje in odstranjevanje napačne ali poškodovane baze z DNA glikozilazo, da se ustvari abasično mesto (mesta izgube baze -apirurinska ali apimrimidinska mesta).
2. Vrez abasičnega mesta z apurinsko / apimrimidinsko endonukleazo
3. Odstranitev preostalega fragmenta sladkorja z lizo ali fosfodiesterazo
4. Zapolnitev vrzeli z DNK polimerazo
5. Tesnjenje vzdevka z ligazo DNA

Slika 01: Pot popravljanja osnovnega izreza

Kaj je popravilo Nucleotide Excision?

Nucleotide Excision Repair (NER) je pomemben sistem za popravljanje ekscizij DNK v celicah. Lahko popravlja in nadomesti poškodovana območja v dolžini do 30 podstavkov, usmerja pa ga nepoškodovana nit predloge. Pogoste poškodbe DNK nastanejo zaradi ultravijoličnega sevanja, NER pa ščiti DNK tako, da popravi te poškodbe tik preden postanejo mutacije in preidejo v prihodnje generacije ali povzročijo bolezni. NER posebej zagotavlja zaščito pred mutacijami, ki jih posredno povzročajo zunanji dejavniki, kot so kancerogeni iz okolja in kemičnih snovi. NER je viden v skoraj vseh organizmih in prepoznava poškodbe, ki povzročajo pomembno izkrivljanje vijačnice DNA.

Proces NER vključuje delovanje številnih beljakovin, kot so XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, XPG, CSA, CSB itd., Nadaljuje pa se skozi več mehanizmov za rezanje in lepljenje. Te beljakovine so bistvene za dokončanje procesa popravljanja, napaka v enem od beljakovin NER pa je življenjsko pomembna in lahko povzroči redke recesivne sindrome: xeroderma pigmentosum (XP), Cockaynejev sindrom (CS) in fotosenzibilno obliko krhke lasne motnje trihotiodistrofija (TTD).

Slika 02: Popravilo nukleotidne natančnosti

Kakšna je razlika med popravljanjem baznih natančnosti in popravljanjem nukleotidne natančnosti?

Popravilo baznih popravkov vs Nucleotide Excision Repair
Popravljanje bazne ekscizije (BER) je sistem za popravljanje DNK v celicah.	Popravljanje nukleotidne ekscizije (NER) je druga vrsta sistema za popravljanje DNK, ki ga najdemo v celicah.
Prepoznavanje DNK aduktov
BER popravi škodo na majhnih aduktih DNK.	NER popravi velike adukte DNK.
Poškodbe DNK
BER prepozna škode, ki ne povzročajo pomembnih motenj vijačnice DNA.	NER prepoznava škode, ki povzročajo pomembna izkrivljanja vijačnice DNA.
Vzroki za poškodbe DNK
BER popravi škodo, ki jo povzročijo endogeni mutageni.	NER popravi škodo, ki jo povzročijo zunanji mutageni.
Kompleksnost
BER je najmanj zapleten sistem popravil	Je bolj zapleten kot BER.
Potreba po beljakovinah
BER ne potrebuje drugih beljakovin.	NER potrebuje več genskih produktov, zlasti beljakovin, za razlikovanje poškodovanih in nepoškodovanih regij.
Primernost
BER je primeren za odpravo poškodb posameznih osnov.	NER je primeren za zamenjavo poškodovanih območij.

Povzetek - Popravilo osnovne natančnosti v primerjavi z nukleotidnimi popravki

NER in BER sta dve vrsti popravljanja ekscizije DNK, ki jih najdemo v celicah. BER je sposoben popraviti majhne poškodbe, povzročene endogeno, medtem ko lahko NER popravi območja škode do 30 baznih parov, ki jih večinoma povzroči eksogeno. BER se razlikuje od NER v vrstah prepoznanih podlag in v primeru začetnega cepitve. BER lahko prepozna tudi škode, ki jih ni povzročilo večje izkrivljanje vijačnice DNA, medtem ko NER prepozna pomembna izkrivljanja vijačnice DNA. To je razlika med popravljanjem osnovne ekscizije in nukleotidno ekscizijo.

Vljudnost slik:
1. „Dna repair base excersion en“ avtorja LadyofHats - (Public Domain) prek Commons Wikimedia
2. "Shematična predstavitev modelov poti popravljanja nukleotidne ekscizije, ki jo nadzirajo proteini Uvr" Rihito Morita, Shuhei Nakane, Atsuhiro Shimada, Masao Inoue, Hitoshi Iino, Taisuke Wakamatsu, Kenji Fukui, Noriko Nakagawa, Ryoji Maski, Sesu - (CC BY 1.0) prek Wikimedije Commons

Reference:
1. Kim, Yun-Jeong in David M. Wilson. "Pregled biokemije za popravilo osnovne natančnosti." Trenutna molekularna farmakologija. Ameriška nacionalna medicinska knjižnica, januar 2012. Splet. 14. marec 2017.
2. Boer, Jan De in Jan H. J. Hoeijmakers. "Popravljanje nukleotidne ekscizije in človeški sindromi." Kancerogeneza. Oxford University Press, 01. marca 2000. Splet. 28. marec 2017
3. Hoogstraten et al. "Vsestransko odkrivanje poškodb DNK z globalnim genomom nukleotidne ekscizije popravlja protein XPC." Journal of Cell Science. The Company of Biologists Ltd, 01. september 2008. Splet. 28. marec 2017