Kluczowa różnica - naprawa przez wycięcie podstawy a naprawa przez wycięcie nukleotydu
DNA jest często narażone na uszkodzenia spowodowane różnymi czynnikami wewnętrznymi i zewnętrznymi. Jednak komórkowe systemy naprawcze natychmiast i stale korygują uszkodzenia, zanim staną się one mutacjami lub zanim zostaną przeniesione na kolejne pokolenia. Istnieją trzy typy systemów naprawy wycinania w komórkach: naprawa przez wycinanie nukleotydów (NER), naprawa przez wycinanie zasad (BER) i naprawa niedopasowania DNA (MMR) w celu naprawy uszkodzeń jednoniciowego DNA. Kluczową różnicą między naprawą przez wycinanie zasady a naprawą przez wycinanie nukleotydów jest to, że naprawa przez wycinanie zasady jest prostym systemem naprawczym, który działa w komórkach w celu naprawy uszkodzeń pojedynczego nukleotydu spowodowanych endogennie, podczas gdy naprawa przez wycięcie nukleotydu jest złożonym systemem naprawczym, który działa w komórkach w celu naprawy porównywalnej większe, uszkodzone regiony wywołane egzogenicznie.
SPIS TREŚCI
1. Przegląd i kluczowe różnice
2. Co to jest naprawa przez wycięcie zasady
3. Co to jest naprawa
przez wycięcie nukleotydu 4. Porównanie obok siebie - naprawa przez wycięcie zasady a naprawa przez wycięcie nukleotydu
5. Podsumowanie
Co to jest naprawa przez wycięcie podstawy?
Naprawa przez wycinanie zasad jest najprostszą wersją systemu naprawy DNA, jaką posiadają komórki. Służy do naprawy drobnych uszkodzeń DNA. Zasady DNA są modyfikowane w wyniku deaminacji lub alkilacji. W przypadku uszkodzeń zasad glikozylaza DNA rozpoznaje i aktywuje system naprawy wycinania zasady i odzyskuje go za pomocą enzymów: endonukleazy AP, polimerazy DNA i ligazy DNA. W systemie BER wykonywane są następujące kroki.
- Rozpoznanie i usunięcie nieprawidłowej lub uszkodzonej zasady przez glikozylazę DNA w celu utworzenia miejsca bezzasadowego (miejsca utraty zasady - miejsca apiurynowe lub apirymidynowe).
- Bezzasadowe nacięcie miejsca przez endonukleazę apurynową / apirymidynową
- Usunięcie pozostałego fragmentu cukru przez liazę lub fosfodiesterazy
- Wypełnianie luk przez polimerazę DNA
- Uszczelnienie nacięcia ligazą DNA
Rysunek 01: Szlak naprawy przez wycięcie podstawy
Co to jest naprawa przez wycięcie nukleotydu?
Naprawa przez wycięcie nukleotydu (NER) jest ważnym systemem naprawy wycinania DNA w komórkach. Jest w stanie naprawić i wymienić uszkodzone obszary o długości do 30 zasad i jest kierowany przez nieuszkodzone pasmo szablonu. Typowe uszkodzenia DNA powstają w wyniku promieniowania ultrafioletowego, a NER chroni DNA, naprawiając te uszkodzenia bezpośrednio przed mutacjami i przenoszeniem się na przyszłe pokolenia lub wywołując choroby. NER w szczególności zapewnia ochronę przed mutacjami spowodowanymi pośrednio przez czynniki egzogenne, takie jak czynniki rakotwórcze środowiskowe i chemiczne. NER występuje u prawie wszystkich organizmów i rozpoznaje uszkodzenia, które powodują znaczne zniekształcenie helisy DNA.
Proces NER obejmuje działanie wielu białek, takich jak XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, XPG, CSA, CSB itp. I przebiega przez kilka mechanizmów typu „wycinaj i wklej”. Te białka są niezbędne do zakończenia procesu naprawy, a defekt jednego z białek NER jest niezbędny i może powodować rzadkie zespoły recesywne: kserodermę pigmentosum (XP), zespół Cockayne'a (CS) i światłoczułą postać łamliwych włosów trichotiodystrofia (TTD).
Rysunek 02: Naprawa przez wycięcie nukleotydu
Jaka jest różnica między naprawą przez wycięcie zasady a naprawą przez wycięcie nukleotydu?
Porównaj środek artykułu przed tabelą
Naprawa przez wycięcie podstawy a naprawa przez wycięcie nukleotydu |
|
| Naprawa przez wycinanie zasad (BER) to system naprawy DNA występujący w komórkach. | Naprawa przez wycinanie nukleotydów (NER) to kolejny rodzaj systemu naprawy DNA występującego w komórkach. |
| Rozpoznawanie adduktów DNA | |
| BER naprawia uszkodzenia małych adduktów DNA. | NER naprawia duże addukty DNA. |
| Uszkodzenia DNA | |
| BER rozpoznaje uszkodzenia, które nie powodują znaczących zniekształceń helisy DNA. | NER rozpoznaje uszkodzenia, które powodują znaczne zniekształcenia helisy DNA. |
| Przyczyny uszkodzeń DNA | |
| BER naprawia szkody spowodowane przez mutageny endogenne. | NER naprawia szkody spowodowane przez egzogenne mutageny. |
| Złożoność | |
| BER to najmniej skomplikowany system naprawczy | Jest bardziej złożony niż BER. |
| Potrzeba białka | |
| BER nie wymaga innych białek. | NER wymaga kilku produktów genowych, zwłaszcza białek, w celu rozróżnienia regionów uszkodzonych i nieuszkodzonych. |
| Stosowność | |
| BER nadaje się do korygowania pojedynczych uszkodzeń podłoża. | NER nadaje się do wymiany uszkodzonych obszarów. |
Podsumowanie - Naprawa przez wycięcie podstawy a naprawa przez wycięcie nukleotydu
NER i BER to dwa rodzaje procesów naprawy wycinania DNA występujących w komórkach. BER jest w stanie naprawić małe uszkodzenia spowodowane endogenicznie, podczas gdy NER jest w stanie naprawić obszary uszkodzeń o długości do 30 par zasad, spowodowane głównie egzogenicznie. BER różni się od NER rozpoznawanymi rodzajami substratów i początkowym zdarzeniem rozszczepienia. BER może również rozpoznawać uszkodzenia, które nie były spowodowane znacznymi zniekształceniami w helisie DNA, podczas gdy NER rozpoznaje znaczące zniekształcenia helisy DNA. To jest różnica między naprawą przez wycinanie zasady a wycięciem nukleotydu.
Zdjęcie dzięki uprzejmości:
1. „Dna repair base excersion en” Autor: LadyofHats - (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. „Schematyczne przedstawienie modeli ścieżki naprawy wycięcia nukleotydów kontrolowanej przez białka Uvr” Rihito Morita, Shuhei Nakane, Atsuhiro Shimada, Masao Inoue, Hitoshi Iino, Taisuke Wakamatsu, Kenji Fukui, Noriko Nakagawa, Ryoji Masui i Seiki Kuramitsu - (CC BY 1.0) przez Commons Wikimedia
