Негізгі айырмашылық – сәйкессіздікті жөндеу және нуклеотидтерді алып тастауды жөндеу
Жасушада тәулігіне ондаған және мыңдаған ДНҚ зақымдалуы орын алады. Ол репликация, транскрипция, сондай-ақ жасушаның өміршеңдігі сияқты жасуша процестеріне өзгерістерді тудырады. Кейбір жағдайларда осы ДНҚ зақымдануынан туындаған мутациялар қатерлі ісік және қартаюмен байланысты синдромдар (мысалы: Прогерия) сияқты зиянды ауруларға әкелуі мүмкін. Бұл зақымдарға қарамастан, жасуша ДНҚ зақымдану реакциялары деп аталатын жоғары ұйымдастырылған каскадты қалпына келтіру механизмін бастайды. Жасуша жүйесінде бірнеше ДНҚ жөндеу жүйелері анықталған; олар негізді кесу жөндеуі (BER), сәйкес келмеу жөндеуі (MMR), нуклеотидтерді кесуді жөндеу (NER), қос жіп үзілуін жөндеу деп аталады. Нуклеотидті эксцизияны жөндеу - бұл үлкен спиралды бұрмалау ДНҚ зақымдануларын танитын және оларды жоятын өте әмбебап жүйе. Екінші жағынан, сәйкессіздікті жөндеу репликация кезінде дұрыс емес негіздерді ауыстырады. Сәйкессіздікті жөндеу мен нуклеотидтерді жоюды жөндеу арасындағы негізгі айырмашылық мынада: нуклеотидті эксцизиялық жөндеу (NER) ультракүлгін сәулелену нәтижесінде пайда болған пиримидин димерлерін және химиялық қосындылардан туындаған көлемді спиральды зақымдануларды жою үшін қолданылады, ал сәйкессіздікті жөндеу жүйесі қате біріктірілген негіздерді түзетуде маңызды рөл атқарады. пострепликация кезінде репликация ферменттерінен (ДНҚ-полимераза 1) құтылды. Сәйкес келмейтін негіздермен қатар, MMR жүйесінің ақуыздары қайталанатын ДНҚ тізбегінің репликациясы кезінде полимераза сырғып кетуінің нәтижесі болып табылатын кірістіру/жою ілмектерін (IDL) жөндей алады.
Нуклеотидтерді жою дегеніміз не?
Нуклеотидтерді эксцизиялық жөндеудің ең ерекше ерекшелігі - ол ДНҚ қос спиралындағы елеулі бұрмаланулардан туындаған модификацияланған нуклеотидтік зақымдарды қалпына келтіреді. Ол осы уақытқа дейін зерттелген барлық дерлік ағзаларда байқалады. Uvr A, Uvr B, Uvr C (экцинуклеазалар) Uvr D (геликаза) NER-ге қатысатын ең танымал ферменттер болып табылады, олар Ecoli модельдік организміндегі ДНҚ репарациясын іске қосады. Uvr ABC көп суббірлік ферменттер кешені Uvr A, Uvr B, Uvr C полипептидтерін шығарады. Жоғарыда аталған полипептидтер үшін кодталған гендер uvr A, uvr B, uvr C болып табылады. Uvr A және B ферменттері УК сәулеленуіне байланысты пиримидинді диммерлер сияқты ДНҚ қос спиралының зақымданған бұрмалануын бірге таниды. Uvr A - ATPase ферменті және бұл автокаталитикалық реакция. Содан кейін Uvr A ДНҚ-дан шығады, ал Uvr BC кешені (белсенді нуклеаза) ДНҚ-ны АТФ катализдейтін зақымданудың екі жағында да бөледі. UvrD генімен кодталған Uvr D деп аталатын тағы бір ақуыз - бұл бір тізбекті зақымдалған ДНҚ сегментін шығару нәтижесінде пайда болатын ДНҚ-ны ашатын геликаза II ферменті. Бұл ДНҚ спиральында бос орын қалдырады. Зақымдалған сегмент кесілгеннен кейін ДНҚ тізбегінде 12-13 нуклеотидтік бос орын қалады. Бұл ДНҚ-полимераза I ферментімен толтырылады және ник ДНҚ лигазасымен жабылады. Бұл реакцияның үш сатысында АТФ қажет. NER механизмін сүтқоректілерге ұқсас адамдарда да анықтауға болады. Адамдарда Xeroderma pigmentosum деп аталатын тері жағдайы ультракүлгін сәулеленуден туындаған ДНҚ димерлеріне байланысты. XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF және XPG гендері ДНҚ зақымдануының орнын толтыратын ақуыздар шығарады. XPA, XPC, XPE, XPF және XPG гендерінің ақуыздары нуклеазалық белсенділікке ие. Екінші жағынан, XPB және XPD гендерінің белоктары E coli-дегі Uvr D-ге ұқсас геликаз белсенділігін көрсетеді.
01-сурет: Нуклеотидтерді жою
Сәйкессіздікті жөндеу дегеніміз не?
Сәйкессіздікті жөндеу жүйесі ДНҚ синтезі кезінде іске қосылады. Функционалды € қосалқы бірлігімен де ДНҚ полимераза III синтез үшін қате нуклеотидті әрбір 108негіз жұптарына қосуға мүмкіндік береді. Сәйкес келмейтін жөндеу ақуыздары бұл нуклеотидті таниды, оны акциздейді және оны дәлдіктің соңғы дәрежесіне жауап беретін дұрыс нуклеотидпен ауыстырады. ДНҚ метилденуі MMR ақуыздары үшін жаңадан синтезделген тізбектен ата-аналық тізбекті тану үшін маңызды болып табылады. Жаңадан синтезделген тізбектің GATC мотивіндегі аденин (А) нуклеотидінің метилденуі сәл кешіктірілген. Екінші жағынан, GATC мотивіндегі негізгі аденин нуклеотиді метилденген. MMR ақуыздары жаңадан синтезделген тізбекті ата-аналық тізбектен осы айырмашылық арқылы таниды және метилденгенге дейін жаңадан синтезделген тізбекте сәйкессіздікті жөндеуді бастайды. MMR протеиндері жаңадан репликацияланған ДНҚ тізбегі метилденгенге дейін дұрыс емес нуклеотидті акциздеу үшін қалпына келтіру қызметін бағыттайды. mut H, mut L, mut S гендерімен кодталған Mut H, Mut L және Mut S ферменттері Ecoli-де бұл реакцияларды катализдейді. Mut S протеині C:C-тен басқа сегіз мүмкін сәйкес келмейтін негізгі жұптардың жетеуін таниды және дуплексті ДНҚ-дағы сәйкессіздік орнында байланысады. Байланысқан АТФ-мен Mut L және Mut S кешенге кейінірек қосылады. Кешен гемиметилденген GATC мотивін тапқанша бірнеше мың негізгі жұпты ауыстырады. Mut H протеинінің ұйқыдағы нуклеазалық белсенділігі гемиметилденген GATC мотивін тапқаннан кейін белсендіріледі. Ол метилденбеген ГАТС мотивінің (жаңа синтезделген ДНҚ тізбегі) G нуклеотидінде 5′ никті қалдырып, метилденбеген ДНҚ тізбегін ажыратады. Содан кейін сәйкессіздіктің екінші жағындағы дәл сол жіпті Mut H. nicked. Қалған қадамдарда Uvr D a helicase протеині, Mut U, SSB және экзонуклеаза I ұжымдық әрекеттері бір тізбектегі дұрыс емес нуклеотидті акциздейді. ДНҚ. Кесуде пайда болатын саңылау ДНҚ-полимераза III арқылы толтырылады және лигазамен жабылады. Ұқсас жүйені тышқандар мен адамдарда анықтауға болады. Адамның hMLH1, hMSH1 және hMSH2 мутациялары тоқ ішек жасушаларының жасушалық бөлінуін реттейтін тұқым қуалайтын полипоздық емес тоқ ішек қатерлі ісігіне қатысады.
02-сурет: сәйкессіздікті жөндеу
Сәйкессіздікті жөндеу мен нуклеотидтерді жоюдың айырмашылығы неде?
Сәйкессіздікті жөндеу және нуклеотидтерді жою |
|
| Сәйкессіздікті жөндеу жүйесі кейінгі репликация кезінде орын алады. | Бұл ультракүлгін сәулеленуге байланысты пиримидин димерлерін және химиялық әсерге байланысты басқа ДНҚ зақымдануын жоюға қатысады. |
| Ферменттер | |
| Оны Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB және экзонуклеаза I катализдейді. | Оны Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD ферменттері катализдейді. |
| Метилдену | |
| Реакцияны бастау өте маңызды. | Реакцияны бастау үшін ДНҚ метилденуі қажет емес. |
| Ферменттердің әрекеті | |
| Mut H – эндонуклеаза. | Uvr B және Uvr C экзонуклеазалар. |
| Оқиға | |
| Бұл әсіресе репликация кезінде орын алады. | Бұл репликация кезінде емес, УК немесе химиялық мутагендер әсер еткенде болады |
| Сақтау | |
| Ол жоғары сақталған | Ол жоғары деңгейде сақталмаған. |
| Бостарды толтыру | |
| Оны ДНҚ-полимераза III жасайды. | Оны ДНҚ-полимераза I жасайды. |
Қорытынды – Сәйкессіздікті жөндеу және нуклеотидтерді алып тастауды жөндеу
Сәйкессіздікті жөндеу (MMR) және нуклеотидтерді жоюды жөндеу (NER) - әртүрлі агенттер тудыратын ДНҚ зақымданулары мен бұрмалануларын түзету үшін жасушада орын алатын екі механизм. Бұлар жалпы түрде ДНҚ жөндеу механизмдері деп аталады. Нуклеотидтерді кесу қалпына келтіру модификацияланған нуклеотидті зақымдарды, әдетте ультракүлгін сәулеленудің және химиялық қосындылардың әсерінен болатын ДНҚ қос спиралының елеулі зақымдалуын қалпына келтіреді. Сәйкес келмейтін жөндеу ақуыздары қате нуклеотидті таниды, оны акциздейді және оны дұрыс нуклеотидпен ауыстырады. Бұл процесс репликация кезіндегі соңғы дәлдік дәрежесіне жауап береді.
