Anahtar Farkı – Uyumsuzluk Onarımı ve Nükleotid Eksizyon Onarımı
Hücrede her gün onlarca ve binlerce DNA hasarı meydana gelir. Replikasyon, transkripsiyon ve hücrenin yaşayabilirliği gibi hücre süreçlerinde değişikliklere neden olur. Bazı durumlarda, bu DNA hasarlarının neden olduğu mutasyonlar, kanserler ve yaşlanma ile ilişkili sendromlar (örn: Progeria) gibi zararlı hastalıklara yol açabilir. Bu hasarlardan bağımsız olarak, hücre, DNA hasar tepkileri adı verilen oldukça organize bir kademeli onarım mekanizması başlatır. Hücresel sistemde birkaç DNA onarım sistemi tanımlanmıştır; bunlar Baz eksizyon onarımı (BER), Uyuşmazlık onarımı (MMR), Nükleotid eksizyon onarımı (NER), Çift iplikli kopma onarımı olarak bilinir. Nükleotid eksizyon onarımı, hacimli sarmal bozulma DNA lezyonlarını tanıyan ve bunları ortadan kaldıran çok yönlü bir sistemdir. Öte yandan, uyumsuzluk onarımı, çoğ altma sırasında hatalı birleştirilmiş temellerin yerini alır. temel fark uyumsuzluk onarımı ve nükleotid eksizyon onarımı arasında nükleotid eksizyon onarımı (NER), UV ışıması tarafından oluşturulan pirimidin dimerlerini ve kimyasal eklentilerin neden olduğu hacimli sarmal lezyonları çıkarmak için kullanılırken uyumsuzluk onarım sistemi, yanlış birleştirilmiş bazların düzeltilmesinde önemli bir rol oynar. replikasyon sonrası sırasında replikasyon enzimlerinden (DNA polimeraz 1) kaçtı. Uyumsuz bazlara ek olarak, MMR sistem proteinleri, tekrarlayan DNA dizilerinin replikasyonu sırasında polimeraz kaymasının sonucu olan ekleme/silme döngülerini (IDL) de onarabilir.
Nükleotid Eksizyon Onarımı Nedir?
Nükleotid eksizyon onarımının en belirgin özelliği, DNA çift sarmalındaki önemli bozulmaların neden olduğu modifiye nükleotid hasarlarını onarmasıdır. Bugüne kadar incelenen hemen hemen tüm organizmalarda görülmektedir. Uvr A, Uvr B, Uvr C (eksinükleazlar) Uvr D (bir helikaz), model organizma Ecoli'de DNA onarımını tetikleyen NER'de yer alan en iyi bilinen enzimlerdir. Uvr ABC çoklu alt birim enzim kompleksi, Uvr A, Uvr B, Uvr C polipep titlerini üretir. Yukarıda bahsedilen polipep titler için kodlanan genler, uvr A, uvr B, uvr C'dir. Uvr A ve B enzimleri, UV ışımasına bağlı olarak pirimidin dimmerleri gibi DNA çift sarmalının neden olduğu hasarın neden olduğu bozulmayı topluca tanır. Uvr A bir ATPase enzimidir ve bu bir otokatalitik reaksiyondur. Daha sonra Uvr A DNA'yı terk ederken, Uvr BC kompleksi (aktif nükleaz), ATP tarafından katalize edilen hasarın her iki tarafında DNA'yı parçalar. UvrD geni tarafından kodlanan Uvr D adlı başka bir protein, bir helikaz II enzimidir, tek sarmallı hasarlı DNA segmentinin serbest bırakılmasından kaynaklanan DNA'yı çözer. Bu, DNA sarmalında bir boşluk bırakır. Hasarlı segment kesildikten sonra, DNA zincirinde 12-13 nükleotid aralığı kalır. Bu, DNA polimeraz enzimi I tarafından doldurulur ve çentik DNA ligaz tarafından kapatılır. Bu reaksiyonun üç aşamasında ATP gereklidir. NER mekanizması memeli benzeri insanlarda da tanımlanabilir. İnsanlarda, Xeroderma pigmentosum adı verilen cilt durumu, UV ışınlarının neden olduğu DNA dimerlerinden kaynaklanır. XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF ve XPG genleri, DNA hasarının yerini alacak proteinler üretir. XPA, XPC, XPE, XPF ve XPG genlerinin proteinleri nükleaz aktivitesine sahiptir. Öte yandan, XPB ve XPD genlerinin proteinleri, E coli'de Uvr D'ye benzeyen helikaz aktivitesini gösterir.
Şekil 01: Nükleotid Eksizyon onarımı
Uyumsuzluk Onarımı Nedir?
Uyumsuzluk onarım sistemi, DNA sentezi sırasında başlatılır. Fonksiyonel € alt birimiyle bile, DNA polimeraz III, sentez için her 108 baz çiftinde yanlış bir nükleotidin dahil edilmesine izin verir. Uyumsuzluk onarım proteinleri bu nükleotidi tanır, kesip çıkarır ve nihai doğruluk derecesinden sorumlu olan doğru nükleotit ile değiştirir. DNA metilasyonu, MMR proteinlerinin yeni sentezlenen zincirden ana zinciri tanıması için çok önemlidir. Yeni sentezlenmiş bir ipliğin bir GATC motifinde adenin (A) nükleotidinin metilasyonu biraz gecikir. Öte yandan, GATC motifindeki ana zincir adenin nükleotidi zaten metillenmiştir. MMR proteinleri, yeni sentezlenen ipliği ana iplikten bu farkla tanır ve yeni sentezlenmiş bir iplikte metillenmeden önce uyumsuzluk onarımına başlar. MMR proteinleri, yeni kopyalanmış DNA zinciri metillenmeden önce yanlış nükleotidi kesmek için onarım aktivitelerini yönlendirir. Mut H, mut L, mut S genleri tarafından kodlanan Mut H, Mut L ve Mut S enzimleri Ecoli'de bu reaksiyonları katalize eder. Mut S proteini, C:C hariç sekiz olası uyumsuzluk baz çiftinden yedisini tanır ve dubleks DNA'daki uyumsuzluk bölgesine bağlanır. Bağlı ATP'lerle Mut L ve Mut S, komplekse daha sonra katılır. Kompleks, hemimetillenmiş bir GATC motifi bulana kadar birkaç bin baz çiftini uzağa taşır. Mut H proteininin uyuyan nükleaz aktivitesi, hemimetillenmiş bir GATC motifi bulduğunda aktive olur. Metillenmemiş GATC motifinin (yeni sentezlenmiş DNA zinciri) G nükleotidinde 5'lik bir çentik bırakarak metillenmemiş DNA zincirini keser. Ardından, uyuşmazlığın diğer tarafındaki aynı iplik, Mut H tarafından çentiklenir. Adımların geri kalanında, Uvr D bir helikaz proteini, Mut U, SSB ve eksonükleaz I'in toplu eylemleri, tek sarmaldaki yanlış nükleotidi çıkarır. DNA. Eksizyonda oluşan boşluk DNA polimeraz III tarafından doldurulur ve ligaz ile kapatılır. Benzer bir sistem farelerde ve insanlarda tanımlanabilir. İnsan hMLH1, hMSH1 ve hMSH2'nin mutasyonu, kolon hücrelerinin hücre bölünmesini deregüle eden kalıtsal polipoz olmayan kolon kanserinde rol oynar.
Şekil 02: Uyumsuzluk Onarımı
Uyumsuzluk Onarımı ile Nükleotid Eksizyon Onarımı arasındaki fark nedir?
Uyumsuzluk Onarımı ve Nükleotid Eksizyon Onarımı |
|
| Uyumsuzluk onarım sistemi, çoğ altma sonrası sırasında oluşur. | Bu, U. V ışınımına bağlı pirimidin dimerlerinin ve kimyasal eklentiye bağlı diğer DNA lezyonlarının çıkarılmasıyla ilgilidir. |
| Enzimler | |
| Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB ve eksonükleaz I tarafından katalize edilir. | Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD enzimleri tarafından katalize edilir. |
| Metilasyon | |
| Reaksiyonu başlatmak çok önemlidir. | DNA metilasyonu reaksiyonu başlatmak için gerekli değildir. |
| Enzimlerin Eylemi | |
| Mut H bir endonükleazdır. | Uvr B ve Uvr C eksonükleazlardır. |
| Fırsat | |
| Bu, özellikle çoğ altma sırasında olur. | Bu, replikasyon sırasında değil, UV veya kimyasal mutajenlere maruz kaldığında olur |
| Koruma | |
| Yüksek oranda korunmuştur | Yüksek düzeyde korunmamıştır. |
| Boşluk Doldurma | |
| DNA polimeraz III tarafından yapılır. | DNA polimeraz I tarafından yapılır. |
Özet – Uyumsuzluk Onarımı ve Nükleotid Eksizyon Onarımı
Uyumsuzluk onarımı (MMR) ve Nükleotid eksizyon onarımı (NER), çeşitli ajanların neden olduğu DNA hasarlarını ve bozulmaları düzeltmek için hücrede yer alan iki mekanizmadır. Bunlar topluca DNA onarım mekanizmaları olarak adlandırılır. Nükleotid eksizyon onarımı, modifiye edilmiş nükleotid hasarlarını, tipik olarak, UV ışınlarına ve kimyasal katkı maddelerine maruz kalma nedeniyle meydana gelen DNA çift sarmalının önemli hasarlarını onarır. Uyumsuzluk onarım proteinleri, yanlış nükleotidi tanır, onu çıkarır ve doğru nükleotidi ile değiştirir. Bu işlem, çoğ altma sırasındaki son doğruluk derecesinden sorumludur.
