Homolog olmayan uç birleştirme ile homolog doğrudan tekrar arasındaki temel fark, homolog olmayan uç birleştirmenin DNA'daki çift zincir kırıklarını onaran ve onarımı yönlendirmek için homolog bir şablon gerektirmeyen bir yol, homolog doğrudan tekrar ise bir yoldur Onarımı yönlendirmek için homolog bir şablon gerektiren DNA'daki çift zincir kırıklarını onarır.
DNA onarımı, bir hücrenin DNA moleküllerindeki hasarları tanımladığı ve düzelttiği bir süreçtir. Genellikle normal metabolik aktiviteler ve radyasyon gibi çevresel faktörler DNA hasarına neden olabilir. Bu faktörler, hücre başına günde on binlerce bireysel moleküler lezyona neden olabilir. DNA çift sarmallı kırık onarım yolları, biyolojik hücrelerdeki DNA onarım yollarıdır. Homolog olmayan uç birleştirme ve homolog doğrudan tekrar olmak üzere iki DNA çift sarmal kopması onarım yolu vardır.
Homolog Olmayan Son Birleştirme nedir?
Homolog olmayan uç birleştirme (NHEJ), DNA'daki çift zincir kırıklarını onaran ve onarımı yönlendirmek için homolog bir şablon gerektirmeyen bir yoldur. Bu yol, 1966'da Moore ve Haber tarafından bulundu. Bu yol, tipik olarak, çift sarmal kopmalarının uçlarında tek sarmallı çıkıntılarda bulunan kısa homolog DNA dizileri (mikrohomolojiler) tarafından yönlendirilir. Çıkıntılar uyumlu olduğunda, NHEJ yolu çift şerit kopmalarını doğru bir şekilde onarır. Bununla birlikte, çıkıntılar tam olarak uyumlu olmadığında, nükleotid kaybına neden olacak kesin olmayan onarıma yol açar. Uygun olmayan NHEJ yolu, translokasyonlara, telomer füzyonlarına ve tümör hücrelerinin ayırt edici özelliklerine yol açabilir.
Şekil 01: Homolog Olmayan Son Birleştirme
NHEJ yolunun üç ana adımı vardır: son bağlama ve bağlama, son işleme ve ligasyon. Memelilerde, uç köprülemede Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), DNA-PKcs, Ku (Ku70 & 80) adı verilen proteinler yer alır. Son işlem adımı, uyumsuz veya hasarlı nükleo titlerin çıkarılmasını ve DNA'nın DNA polimerazları tarafından yeniden sentezlenmesini (boşluk doldurma) içerir. Uyumsuz veya hasarlı nükleotidlerin çıkarılması, Artemis gibi nükleazlar tarafından gerçekleştirilir. Memelilerde X ailesi DNA polimerazları Pol λ ve μ boşluk doldurma işlemini gerçekleştirir. Uçlar zaten uyumluysa ve 3'hidroksil veya 5'fosfat uçlarına sahipse uç işleme gerekli değildir. Ayrıca, son ligasyon adımı, DNA ligaz IV ve onun kofaktörü XRCC4'ten oluşan ligasyon kompleksi IV tarafından gerçekleştirilir.
Homolog Doğrudan Tekrar Nedir?
Homolog doğrudan tekrar (HDR), onarımı yönlendirmek için homolog bir şablon kullanarak DNA'daki çift zincir kırıklarını onaran bir yoldur. Homolog doğrudan tekrarın en yaygın yolu homolog rekombinasyondur. HDR mekanizması ancak çekirdekte, çoğunlukla hücre döngüsünün G2 ve S fazında, homolog bir DNA parçası olduğunda mümkündür. HDR'nin biyolojik yolu, DNA çift sarmal kopmasının meydana geldiği bölgede H2AX adı verilen histon proteininin fosforilasyonu ile başlar. Bu, diğer proteinleri hasarlı bölgeye çeker. Daha sonra MRN kompleksi hasarlı uçlara bağlanır ve kromozomal kırılmaları önler. MRN kompleksi ayrıca kırık uçları bir arada tutar. Daha sonra DNA uçları, gereksiz kimyasal grup artıkları ortadan kaldırılacak ve tek iplikli çıkıntılar oluşturulacak şekilde işlenir.
Şekil 02: Homolog Doğrudan Tekrar
Tek sarmallı DNA'nın her parçası, RPA adı verilen proteinle kaplıdır ve işlevi, tek sarmallı DNA parçalarını sabit tutmaktır. Bundan sonra Rad51, RPA proteininin yerini alır. Ayrıca, BRCA2 ile birlikte çalışırken Rad51, DNA polimeraz için bir şablon oluşturmak üzere kırık DNA zincirini istila eden tamamlayıcı bir DNA parçasını birleştirir. DNA polimeraz, PCNA olarak bilinen başka bir protein tarafından DNA üzerinde tutulur. Sonunda polimeraz, kopan ipliğin eksik kısmını sentezler. Ayrıca, kopan iplik yeniden sentezlendiğinde, her iki ipliğin de yeniden ayrılması gerekir. Birçok ayırma yöntemi için modeller önerilmektedir. Teller ayrıldıktan sonra işlem tamamlanır.
Homolog Olmayan Uç Birleştirme ile Homolog Doğrudan Tekrar Arasındaki Benzerlikler Nelerdir?
- Homolog olmayan uç birleştirme ve homolog doğrudan tekrar, iki DNA çift sarmal kopması onarım yoludur.
- MRN kompleksi her iki yola da dahildir.
- Nükleazlar her iki yolda da yer alır.
- DNA polimerazlar her iki yolda da yer alır.
- Bu mekanizmalar hem prokaryotlarda hem de ökaryotlarda bulunabilir.
- Her ikisi de hücrenin hayatta kalması için çok önemli mekanizmalardır.
Homolog Olmayan Uç Birleştirme ile Homolog Doğrudan Tekrar Arasındaki Fark Nedir?
Homolog olmayan uç birleştirme, onarımı yönlendirmek için homolog bir şablon gerektirmeyen DNA'daki çift sarmal kırıklarını onaran bir yoldur, homolog doğrudan tekrar ise homolog bir şablon kullanarak DNA'daki çift sarmal kopmalarını onaran bir yoldur. Dolayısıyla, homolog olmayan uç birleştirme ile homolog doğrudan tekrar arasındaki temel fark budur. Ayrıca, homolog rekombinasyon, homolog olmayan uç birleştirmede yer almazken, homolog rekombinasyon, homolog doğrudan tekrarda yer alır.
Aşağıdaki infografik, yan yana karşılaştırma için homolog olmayan uç birleştirme ile homolog doğrudan tekrar arasındaki farkları tablo biçiminde sunar.
Özet – Homolog Olmayan Son Birleştirme ve Homolog Doğrudan Tekrarlama
DNA onarımı, doğrudan ters çevirme, tek iplikli hasar onarımı, çift iplikli kopma onarımı ve translezyon sentezi gibi farklı mekanizmalarla yapılabilir. Homolog olmayan uç birleştirme ve homolog doğrudan tekrarlar, iki DNA çift sarmal kopması onarım yoludur. Homolog olmayan uç birleştirme, DNA onarım yolunu yönlendirmek için homolog bir şablon gerektirmez. Homolog doğrudan tekrar, DNA onarımına rehberlik etmek için homolog bir şablon gerektiren bir yoldur. Bu, homolog olmayan uç birleştirme ile homolog doğrudan tekrar arasındaki temel farktır.
