Aluse ja nukleotiidi ekstsisiooni parandamise erinevus

Peamine erinevus - aluse ekstsisiooni parandus vs nukleotiidi ekstsisiooni parandus
 

DNA kahjustatakse sageli mitmesuguste sisemiste ja väliste tegurite mõjul. Kuid rakuparandussüsteemid parandavad kahjustused viivitamata ja pidevalt enne, kui neist saavad mutatsioonid või enne nende ülekandmist järeltulevatele põlvedele. Rakkudes on kolme tüüpi ekstsisiooniparandussüsteeme: nukleotiidide ekstsisiooniparandus (NER), aluse ekstsisiooni parandamine (BER) ja DNA ebakõla parandamine (MMR), et parandada üheahelalisi DNA kahjustusi. Peamine erinevus aluse ekstsisiooni parandamise ja nukleotiidide ekstsisiooni parandamise vahel on see aluse ekstsisiooniparandus on lihtne parandussüsteem, mis töötab rakkudes endogeenselt põhjustatud üksikute nukleotiidide kahjustuste parandamiseks samas nukleotiidi ekstsisiooniparandus on keeruline parandussüsteem, mis toimib rakkudes suhteliselt suuremate, eksogeenselt põhjustatud kahjustatud piirkondade parandamiseks.

SISU
1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on baasi ekstsisiooniparandus
3. Mis on nukleotiidi ekstsisiooniparandus
4. Kõrvuti võrdlus - aluse ekstsisiooni parandus vs nukleotiidi ekstsisiooni parandus
5. Kokkuvõte

Mis on baasi ekstsisiooniparandus?

Aluse ekstsisiooniparandus on rakkude DNA remondisüsteemi lihtsaim versioon. Seda kasutatakse DNA väikeste kahjustuste parandamiseks. DNA alused on modifitseeritud deaminatsiooni või alküülimise tõttu. Aluse kahjustuste korral tuvastab ja aktiveerib DNA glükosülaas aluse ekstsisiooni parandamise süsteemi ja taastab selle ensüümide AP endonukleaasi, DNA polümeraasi ja DNA ligaasi abil. Järgnevad sammud on seotud BER süsteemiga.

1. Vale või kahjustatud aluse tuvastamine ja eemaldamine DNA glükosülaasi abil, et luua aasaalne sait (aluse kaotuse saidid - piuriini või apürimidiini saidid).
2. Abasilise saidi sisselõige apuriinse / apürimidiinse endonukleaasi abil
3. Ülejäänud suhkru fragmendi eemaldamine lüaasi või fosfodiesteraasi abil
4. Lünkade täitmine DNA polümeraasiga
5. Hüüdnime sulgemine DNA ligaasi abil

Joonis 01: aluse ekstsisiooni parandamise rada

Mis on nukleotiidi ekstsisiooniparandus?

Nukleotiidide ekstsisiooniparandus (NER) on oluline rakkude DNA ekstsisiooni parandamise süsteem. See on võimeline parandama ja asendama kuni 30 aluse pikkusi kahjustatud piirkondi ja seda juhib kahjustamata matriitsiliin. Tavalised DNA kahjustused tekivad ultraviolettkiirguse mõjul ja NER kaitseb DNA-d, parandades need kahjustused vahetult enne mutatsioonide muutumist ja tulevastesse põlvkondadesse kandumist või haiguste tekitamist. NER pakub konkreetset kaitset mutatsioonide eest, mida põhjustavad kaudselt sellised eksogeensed tegurid nagu keskkonna ja keemilised kantserogeenid. NER-i on näha peaaegu kõigis organismides ja see tunneb ära kahjustused, mis põhjustavad DNA spiraali olulisi moonutusi.

NER-protsess hõlmab paljude valkude, näiteks XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, XPG, CSA, CSB jne, toimimist ning see toimub mitmete lõigatud ja pastataoliste mehhanismide kaudu. Need valgud on hädavajalikud parandamisprotsessi lõpuleviimiseks ja ühe NER-valgu defekt on eluliselt tähtis ning võib põhjustada haruldasi retsessiivseid sündroome: xeroderma pigmentosum (XP), Cockayne'i sündroom (CS) ja haprate juuste häire valgustundlik vorm. trihhiodüstroofia (TTD).

Joonis 02: Nukleotiidide ekstsisiooniparandus

Mis vahe on aluse ekstsisiooniparanduse ja nukleotiidide ekstsisiooniparanduse vahel?

Aluse ekstsisiooni parandus vs nukleotiidide ekstsisiooni parandus
Aluse ekstsisiooniparandus (BER) on rakkudes toimuv DNA parandamise süsteem.	Nukleotiidide ekstsisiooniparandus (NER) on teist tüüpi rakkudes leitav DNA parandamise süsteem.
DNA aduktide äratundmine
BER parandab väikeste DNA aduktide kahjustusi.	NER parandab suured DNA aduktid.
DNA kahjustused
BER tunnistab kahjustusi, mis ei põhjusta DNA spiraali olulisi moonutusi.	NER tunneb ära kahjustused, mis põhjustavad DNA spiraali olulisi moonutusi.
DNA kahjustuste põhjused
BER parandab endogeensete mutageenide põhjustatud kahjustusi.	NER parandab eksogeensete mutageenide põhjustatud kahjustusi.
Keerukus
BER on kõige vähem keeruline remondisüsteem	See on keerulisem kui BER.
Vajadus valkude järele
BER ei vaja muid valke.	NER nõuab kahjustatud ja kahjustamata piirkondade eristamiseks mitut geeniprodukti, eriti valke.
Sobivus
BER sobib ühe aluse kahjustuste parandamiseks.	NER sobib kahjustatud piirkondade asendamiseks.

Kokkuvõte - aluse ekstsisiooni parandus vs nukleotiidi ekstsisiooni parandus

NER ja BER on rakkudes leiduvad kahte tüüpi DNA ekstsisiooniparandusprotsessid. BER suudab heastada väikseid endogeenselt tekitatud kahjustusi, samas kui NER suudab parandada kahjustuste piirkondi, mille pikkus on kuni 30 aluspaari ja mis on peamiselt põhjustatud eksogeenselt. BER erineb NER-st tunnustatud substraatide ja esialgse lõhustumise korral. BER tunneb ära ka kahjustused, mida ei põhjustanud DNA spiraali olulised moonutused, samas kui NER tuvastab DNA spiraali olulised moonutused. See on erinevus aluse ekstsisiooni parandamise ja nukleotiidi ekstsisiooni vahel.

Pilt viisakalt:
1. LadyofHats - „Dna repair base excersion en” - (avalik omand) Commons Wikimedia kaudu
2. Uvr-valkude kontrolli all oleva nukleotiidi ekstsisiooniparandusraja mudelite skemaatiline esitus. Autorid Rihito Morita, Shuhei Nakane, Atsuhiro Shimada, Masao Inoue, Hitoshi Iino, Taisuke Wakamatsu, Kenji Fukui, Noriko Nakagawa, Ryoji Masui ja Seiki Kuramitsu - (CC BY 1.0) Commonsi Wikimedia kaudu

Viited:
1. Kim, Yun-Jeong ja David M. Wilson. "Ülevaade ekstsisiooniparanduse biokeemiast." Praegune molekulaarne farmakoloogia. USA Riiklik Meditsiiniraamatukogu, jaanuar 2012. Veeb. 14. märts 2017.
2. Boer, Jan De ja Jan H. J. Hoeijmakers. "Nukleotiidide ekstsisiooniparandus ja inimese sündroomid." Kantserogenees. Oxford University Press, 1. märts 2000. Veeb. 28. märts 2017
3. Hoogstraten jt. "Mitmekülgne DNA kahjustuste tuvastamine ülemaailmse genoomi nukleotiidide ekstsisiooniparandusvalgu XPC abil." Ajakiri Cell Science. OÜ Bioloogide Ettevõte, 1. september 2008. Veeb. 28. märts 2017