Гомологты емес ұшты біріктіру мен гомологты тікелей қайталау арасындағы негізгі айырмашылық мынада: гомологты емес ұшты біріктіру ДНҚ-дағы қос тізбекті үзілістерді түзететін жол болып табылады, ол жөндеуді бағыттау үшін гомологтық шаблонды қажет етпейді, ал гомологты тікелей қайталау жол болып табылады. жөндеуге бағыттау үшін гомологтық үлгіні қажет ететін ДНҚ-дағы қос тізбекті үзілістерді түзетеді.
ДНҚ жөндеу – бұл жасуша ДНҚ молекулаларының зақымдануын анықтайтын және түзететін процесс. Әдетте, қалыпты метаболикалық әрекеттер және радиация сияқты қоршаған орта факторлары ДНҚ-ның зақымдалуына әкелуі мүмкін. Бұл факторлар бір жасушада күніне ондаған мың жеке молекулалық зақымдануларға әкелуі мүмкін. ДНҚ қос тізбекті үзілістерін қалпына келтіру жолдары биологиялық жасушалардағы ДНҚ қалпына келтіру жолдары болып табылады. Гомологты емес соңғы қосылу және гомологты тікелей қайталау ретінде ДНҚ қос тізбекті үзілістерін қалпына келтірудің екі жолы бар.
Гомологиялық емес соңғы қосылу дегеніміз не?
Гомологиялық емес ұшты біріктіру (NHEJ) - ДНҚ-дағы қос тізбекті үзілістерді түзететін жол және жөндеуді бағыттау үшін гомологиялық үлгіні қажет етпейді. Бұл жолды 1966 жылы Мур мен Хабер тапты. Бұл жол әдетте қос жіпті үзілістердің ұштарында бір тізбекті асып кетулерде жиі кездесетін қысқа гомологтық ДНҚ тізбегі (микрогомологиялар) арқылы басқарылады. Шығулар үйлесімді болған кезде, NHEJ жолы қос жіптердің үзілуін дәл жөндейді. Алайда, асып кетулер толық үйлесімді болмаса, бұл нуклеотидтердің жоғалуына әкелетін дәл емес жөндеуге әкеледі. Сәйкес емес NHEJ жолы транслокацияға, теломерлердің бірігуіне және ісік жасушаларының белгілеріне әкелуі мүмкін.
01-сурет: гомологиялық емес соңғы қосылу
NHEJ жолы үш негізгі қадамнан тұрады: түпкілікті байланыстыру және байланыстыру, соңғы өңдеу және байлау. Сүтқоректілерде Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), DNA- PKcs, Ku (Ku70 & 80) деп аталатын ақуыздар соңғы көпірге қатысады. Өңдеудің соңғы сатысы сәйкес келмейтін немесе зақымдалған нуклеотидтерді жоюды және ДНҚ полимеразалары арқылы ДНҚ ресинтезін (саңылауларды толтыруды) қамтиды. Сәйкес келмейтін немесе зақымдалған нуклеотидтерді жою Артемида сияқты нуклеазалар арқылы жүзеге асырылады. Сүтқоректілердегі Pol λ және μ ДНҚ-полимеразаларының X тұқымдастығы саңылауларды толтыруды жүзеге асырады. Егер ұштары үйлесімді болса және 3'гидорксил немесе 5'фосфат ұштары болса, соңғы өңдеу қажет емес. Сонымен қатар, соңғы байлау қадамы ДНҚ лигаза IV және оның XRCC4 кофакторынан тұратын IV байлау кешені арқылы орындалады.
Гомологиялық тікелей қайталау дегеніміз не?
Гомологты тікелей қайталау (HDR) – жөндеуді бағыттау үшін гомологиялық үлгіні пайдалану арқылы ДНҚ-дағы қос тізбекті үзілістерді түзететін жол. Гомологты тікелей қайталаудың ең көп тараған тәсілі - гомологиялық рекомбинация. HDR механизмі ядрода ДНҚ-ның гомологты бөлігі болған кезде ғана мүмкін болады, көбінесе жасушалық циклдің G2 және S фазасында. HDR биологиялық жолы ДНҚ қос тізбекті үзілуі орын алатын аймақта H2AX деп аталатын гистон ақуызының фосфорлануынан басталады. Бұл басқа ақуыздарды зақымдалған жерге тартады. Содан кейін MRN кешені зақымдалған ұштармен байланысады және хромосомалық үзілістердің алдын алады. MRN кешені сынған ұштарды бірге сақтайды. Кейінірек ДНҚ ұштары химиялық топтардың қажетсіз қалдықтары жойылатындай өңделеді және бір тізбекті іліністер пайда болады.
02-сурет: Гомологиялық тікелей қайталау
Бір тізбекті ДНҚ-ның әрбір бөлігі RPA деп аталатын ақуызбен жабылған және оның қызметі бір тізбекті ДНҚ бөліктерін тұрақты ұстау болып табылады. Осыдан кейін Rad51 RPA ақуызын ауыстырады. Сонымен қатар, BRCA2-мен бірге жұмыс істегенде, Rad51 ДНҚ полимераза үлгісін құру үшін үзілген ДНҚ тізбегіне енетін қосымша ДНҚ бөлігін біріктіреді. ДНҚ полимераза ДНҚ-да PCNA деп аталатын басқа ақуыз арқылы ұсталады. Сайып келгенде, полимераза үзілген жіптің жетіспейтін бөлігін синтездейді. Сонымен қатар, үзілген жіп қайта синтезделгенде, екі жіп қайтадан ажырауы керек. Ажыратудың көптеген тәсілдеріне арналған үлгілер ұсынылады. Жіптер бөлінгеннен кейін процесс аяқталады.
Гомологиялық емес соңғы қосылу мен гомологты тікелей қайталаудың қандай ұқсастықтары бар?
- Гомологиялық емес қосылыс және гомологты тікелей қайталау - ДНҚ қос тізбекті үзілістерін қалпына келтірудің екі жолы.
- MRN кешені екі жолға да қатысады.
- Нуклеазалар екі жолға да қатысады.
- ДНҚ полимеразалары екі жолға да қатысады.
- Бұл механизмдерді прокариоттарда да, эукариоттарда да табуға болады.
- Олардың екеуі де жасуша тіршілігінің шешуші механизмдері.
Гомологиялық емес соңғы қосылу мен гомологты тікелей қайталаудың айырмашылығы неде?
Гомологиялық емес ұшты біріктіру – жөндеуді бағыттау үшін гомологтық үлгіні қажет етпейтін ДНҚ-дағы қос тізбекті үзілістерді түзететін жол, ал гомологты тікелей қайталау – гомологты үлгіні пайдаланып ДНҚ-дағы қос тізбекті үзулерді жөндейтін жол. Осылайша, бұл гомологиялық емес қосылыс пен гомологты тікелей қайталау арасындағы негізгі айырмашылық. Сонымен қатар, гомологиялық рекомбинация гомологты емес ұшты біріктіруге қатыспайды, ал гомологиялық рекомбинация гомологты тікелей қайталауға қатысады.
Төмендегі инфографика қатар салыстыру үшін гомологты емес жалғау мен гомологты тікелей қайталау арасындағы айырмашылықтарды кесте түрінде ұсынады.
Қорытынды – гомологиялық емес соңғы қосылу және гомологиялық тікелей қайталау
ДНҚ жөндеуді тікелей кері қайтару, бір тізбекті зақымдануды жөндеу, қос тізбекті үзулерді жөндеу және транслезия синтезі сияқты әртүрлі механизмдер арқылы жасауға болады. Гомологиялық емес қосылыс және гомологиялық тікелей қайталанулар ДНҚ қос тізбекті үзілістерін қалпына келтірудің екі жолы болып табылады. Гомологиялық емес ұшты біріктіру ДНҚ жөндеу жолын бағыттау үшін гомологиялық үлгіні қажет етпейді. Гомологиялық тікелей қайталау – ДНҚ жөндеуін бағыттау үшін гомологиялық шаблонды қажет ететін жол. Демек, бұл гомологты емес жалғау мен гомологты тікелей қайталау арасындағы негізгі айырмашылық.
