Gomologik boʻlmagan uchi qoʻshilish va gomologik toʻgʻridan-toʻgʻri takrorlash oʻrtasidagi asosiy farq shundaki, gomologik boʻlmagan uchli qoʻshilish DNKdagi ikki zanjirli uzilishlarni tiklaydigan yoʻl boʻlib, remontni boshqarish uchun gomologik shablonni talab qilmaydi, gomologik toʻgʻridan-toʻgʻri takrorlash esa yoʻldir. Bu DNKdagi ikki zanjirli uzilishlarni tiklaydi, bu tuzatish uchun gomologik shablonni talab qiladi.
DNKni ta'mirlash - bu hujayra DNK molekulalarining shikastlanishlarini aniqlaydigan va tuzatadigan jarayon. Odatda, normal metabolik faoliyat va radiatsiya kabi atrof-muhit omillari DNKning shikastlanishiga olib kelishi mumkin. Ushbu omillar har bir hujayrada kuniga o'n minglab individual molekulyar lezyonlarga olib kelishi mumkin. DNKning ikki zanjirli uzilishlarini tiklash yo'llari biologik hujayralardagi DNKni tiklash yo'llaridir. Gomologik bo'lmagan uchli birikma va gomologik to'g'ridan-to'g'ri takrorlash kabi ikkita ikki zanjirli DNK uzilishlarini tiklash yo'llari mavjud.
Gomologik boʻlmagan end qoʻshilish nima?
Gomologik boʻlmagan uchli qoʻshilish (NHEJ) DNKdagi ikki zanjirli uzilishlarni tiklaydigan yoʻl boʻlib, tuzatish uchun gomologik shablonni talab qilmaydi. Bu yo'l 1966 yilda Mur va Xaber tomonidan topilgan. Bu yo'l odatda qisqa gomologik DNK ketma-ketliklari (mikrohomologiyalar) tomonidan boshqariladi, ular ko'pincha ikki zanjirli uzilishlar uchlarida bir ipli o'simtalarda mavjud. O'simtalar mos bo'lganda, NHEJ yo'li qo'sh iplarning uzilishini aniq tiklaydi. Biroq, o'simtalar mukammal darajada mos kelmasa, bu nukleotidlarning yo'qolishiga olib keladigan noaniq tuzatishga olib keladi. Noto'g'ri NHEJ yo'li translokatsiyalarga, telomerlarning sinteziga va o'simta hujayralarining belgilariga olib kelishi mumkin.
01-rasm: homolog boʻlmagan uchi qoʻshilish
NHEJ yoʻli uchta asosiy bosqichdan iborat: tugatish va bogʻlash, yakuniy ishlov berish va bogʻlash. Sutemizuvchilarda Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), DNK-PKcs, Ku (Ku70 va 80) deb nomlangan oqsillar oxirgi ko'prikda ishtirok etadilar. Yakuniy ishlov berish bosqichi mos kelmaydigan yoki shikastlangan nukleotidlarni olib tashlashni va DNK polimerazalari tomonidan DNKni qayta sintez qilishni (bo'shliqni to'ldirishni) o'z ichiga oladi. Noto'g'ri yoki shikastlangan nukleotidlarni olib tashlash Artemis kabi nukleazlar tomonidan amalga oshiriladi. Sutemizuvchilarning X oilasi DNK polimerazalari Pol l va m bo'shliqni to'ldirishni amalga oshiradi. Agar uchlari allaqachon mos bo'lsa va 3'hidroksil yoki 5'fosfat uchlari bo'lsa, oxirgi ishlov berish shart emas. Bundan tashqari, oxirgi ligatsiya bosqichi DNK ligaza IV va uning kofaktori XRCC4 dan tashkil topgan IV ligatsiya kompleksi tomonidan amalga oshiriladi.
Gomolog bevosita takrorlash nima?
Gomologik toʻgʻridan-toʻgʻri takrorlash (HDR) - bu taʼmirlashga rahbarlik qilish uchun gomologik shablon yordamida DNKdagi ikki zanjirli uzilishlarni tiklaydigan yoʻl. Gomologik to'g'ridan-to'g'ri takrorlashning eng keng tarqalgan usuli gomologik rekombinatsiyadir. HDR mexanizmi faqat yadroda, asosan, hujayra siklining G2 va S fazalarida gomologik DNK bo'lagi mavjud bo'lganda mumkin. HDR ning biologik yo'li H2AX deb nomlangan giston oqsilining DNKning ikki zanjirli uzilishi sodir bo'lgan hududda fosforlanishidan boshlanadi. Bu shikastlangan joyga boshqa oqsillarni tortadi. Keyin MRN kompleksi shikastlangan uchlari bilan bog'lanadi va xromosoma uzilishlarini oldini oladi. MRN kompleksi shuningdek, singan uchlarini birga ushlab turadi. Keyinchalik, DNK uchlari shunday qayta ishlanadiki, kimyoviy guruhlarning keraksiz qoldiqlari chiqariladi va bitta zanjirli o'simtalar hosil bo'ladi.
02-rasm: Gomologik toʻgʻridan-toʻgʻri takrorlash
Bir zanjirli DNKning har bir qismi RPA deb ataladigan oqsil bilan qoplangan va uning vazifasi bir zanjirli DNK qismlarini barqaror saqlashdir. Shundan so'ng Rad51 RPA oqsilini almashtiradi. Bundan tashqari, BRCA2 bilan birgalikda ishlaganda, Rad51 DNK polimeraza uchun shablonni hosil qilish uchun singan DNK zanjiriga kirib boradigan qo'shimcha DNK qismini birlashtiradi. DNK polimeraza PCNA deb nomlanuvchi boshqa protein tomonidan DNKda saqlanadi. Oxir-oqibat, polimeraza singan ipning etishmayotgan qismini sintez qiladi. Bundan tashqari, singan ip qayta sintez qilinganda, ikkala ip ham yana ajralishi kerak. Ajratishning ko'plab usullari uchun modellar taklif etiladi. Iplar ajratilgandan keyin jarayon tugallanadi.
Gomologik boʻlmagan uchga qoʻshilish va gomologik toʻgʻridan-toʻgʻri takrorlash oʻrtasidagi oʻxshashliklar qanday?
- Gomologik boʻlmagan uchi qoʻshilish va gomologik toʻgʻridan-toʻgʻri takrorlash DNKning ikki zanjirli uzilishlarini tiklash yoʻllaridir.
- MRN kompleksi ikkala yo'lda ishtirok etadi.
- Nukleazlar ikkala yo'lda ishtirok etadi.
- DNK polimerazalari ikkala yo'lda ishtirok etadi.
- Bu mexanizmlar prokaryotlarda ham, eukariotlarda ham mavjud.
- Ularning ikkalasi ham hujayraning omon qolishi uchun muhim mexanizmdir.
Gomolog bo'lmagan uchi qo'shilish va gomologik to'g'ridan-to'g'ri takrorlash o'rtasidagi farq nima?
Gomologik boʻlmagan uchli qoʻshilish bu DNKdagi ikki zanjirli uzilishlarni tiklaydigan yoʻl boʻlib, uni tuzatish uchun gomologik shablonni talab qilmaydi, gomologik toʻgʻridan-toʻgʻri takrorlash esa homolog shablon yordamida DNKdagi ikki zanjirli uzilishlarni tiklaydigan yoʻldir. Shunday qilib, bu gomologik bo'lmagan uchini birlashtirish va gomologik to'g'ridan-to'g'ri takrorlash o'rtasidagi asosiy farqdir. Bundan tashqari, gomologik rekombinatsiya gomologik bo'lmagan uchlarni birlashtirishda ishtirok etmaydi, gomologik rekombinatsiya esa gomologik to'g'ridan-to'g'ri takrorlashda ishtirok etadi.
Quyidagi infografikada yonma-yon taqqoslash uchun gomologik boʻlmagan uch qoʻshilish va gomologik toʻgʻridan-toʻgʻri takrorlash oʻrtasidagi farqlar jadval koʻrinishida keltirilgan.
Xulosa – gomologik boʻlmagan qoʻshilish va gomologik toʻgʻridan-toʻgʻri takrorlash
DNK ta'mirlanishi turli mexanizmlar yordamida amalga oshirilishi mumkin, masalan, to'g'ridan-to'g'ri teskari o'zgartirish, bitta zanjirning shikastlanishini tuzatish, ikki zanjirli uzilishlarni tuzatish va transleziya sintezi. Gomologik bo'lmagan to'g'ridan-to'g'ri qo'shilish va gomologik to'g'ridan-to'g'ri takrorlashlar DNKning ikki zanjirli uzilishlarini tiklash yo'llaridir. Gomologik bo'lmagan uchini birlashtirish DNKni tiklash yo'lini boshqarish uchun gomologik shablonni talab qilmaydi. Gomologik to'g'ridan-to'g'ri takrorlash - bu DNK ta'mirini boshqarish uchun homolog shablonni talab qiladigan yo'l. Demak, bu gomologik boʻlmagan uch qoʻshilish va gomologik toʻgʻridan-toʻgʻri takrorlash oʻrtasidagi asosiy farq.
