Asosiy farq – nomuvofiqlikni tuzatish va nukleotidlarni olib tashlash
Hujayrada kuniga o'nlab va minglab DNK shikastlanishlari sodir bo'ladi. U hujayra jarayonlarida replikatsiya, transkripsiya va hujayraning hayotiyligi kabi o'zgarishlarni keltirib chiqaradi. Ba'zi hollarda bu DNK shikastlanishi natijasida kelib chiqqan mutatsiyalar saraton va qarish bilan bog'liq sindromlar (masalan: Progeriya) kabi zararli kasalliklarga olib kelishi mumkin. Ushbu zararlardan qat'i nazar, hujayra DNKning zararlanishiga javob deb ataladigan yuqori darajada tashkil etilgan kaskad ta'mirlash mexanizmini boshlaydi. Hujayra tizimida bir nechta DNK ta'mirlash tizimlari aniqlangan; Bular asosiy eksizyonni tuzatish (BER), nomuvofiqlikni tuzatish (MMR), nukleotidlarni olib tashlashni tuzatish (NER), ikki qatorli uzilishlarni tuzatish deb nomlanadi. Nukleotidlarni eksizyonni tuzatish juda ko'p qirrali tizim bo'lib, katta hajmli spiral buzilish DNK lezyonlarini tan oladi va ularni olib tashlaydi. Boshqa tomondan, mos kelmaslikni tuzatish replikatsiya paytida noto'g'ri kiritilgan bazalarni almashtiradi. Nomutanosiblikni tuzatish va nukleotidlarni kesishni ta'mirlash o'rtasidagi asosiy farq shundaki, nukleotid eksizyonini tuzatish (NER) ultrabinafsha nurlanishi natijasida hosil bo'lgan pirimidin dimerlarini va kimyoviy qo'shimchalar natijasida yuzaga kelgan katta hajmli spiral lezyonlarini olib tashlash uchun ishlatiladi, mos kelmaslikni tuzatish tizimi esa noto'g'ri biriktirilgan asoslarni tuzatishda muhim rol o'ynaydi. postreplikatsiya davrida replikatsiya fermentlaridan (DNK polimeraza 1) qochib ketgan. Mos kelmaydigan asoslarga qo'shimcha ravishda, MMR tizimi oqsillari takroriy DNK ketma-ketliklarining replikatsiyasi paytida polimeraza sirpanishi natijasida paydo bo'lgan kiritish/o'chirish halqalarini (IDL) ham tuzatishi mumkin.
Nukleotid eksizyonini tiklash nima?
Nukleotidlar eksizyonini ta'mirlashning eng ajralib turadigan xususiyati shundaki, u DNK qo'sh spiralidagi sezilarli buzilishlar natijasida kelib chiqqan o'zgartirilgan nukleotid shikastlanishlarini tiklaydi. Hozirgacha tekshirilgan deyarli barcha organizmlarda kuzatiladi. Uvr A, Uvr B, Uvr C (eksinukleazlar) Uvr D (helikaz) NERda ishtirok etadigan eng mashhur fermentlar bo'lib, ular Ecoli model organizmida DNKni ta'mirlashni boshlaydi. Uvr ABC ko'p bo'linmali ferment kompleksi Uvr A, Uvr B, Uvr C polipeptidlarini hosil qiladi. Yuqorida aytib o'tilgan polipeptidlar uchun kodlangan genlar uvr A, uvr B, uvr C. Uvr A va B fermentlari DNKning qo'sh spiraliga, masalan, pirimidin dimmerlari kabi ultrabinafsha nurlanishi natijasida kelib chiqadigan buzilishlarni birgalikda tan oladi. Uvr A ATPaz fermenti va bu avtokatalitik reaksiya. Keyin Uvr A DNKni tark etadi, Uvr BC kompleksi (faol nukleaza) ATP tomonidan katalizlangan zararning har ikki tomonida DNKni parchalaydi. UvrD geni tomonidan kodlangan Uvr D deb ataladigan yana bir protein helikaz II fermenti bo'lib, bir zanjirli shikastlangan DNK segmentini chiqarish natijasida DNKni ochadi. Bu DNK spiralida bo'shliq qoldiradi. Zararlangan segment kesilgandan so'ng, DNK zanjirida 12-13 nukleotid bo'shlig'i qoladi. Bu DNK polimeraza fermenti I tomonidan to'ldiriladi va nik DNK ligaza tomonidan muhrlanadi. Ushbu reaksiyaning uch bosqichida ATP talab qilinadi. NER mexanizmini sutemizuvchilarga o'xshash odamlarda ham aniqlash mumkin. Odamlarda Xeroderma pigmentosum deb ataladigan teri holati ultrabinafsha nurlanishidan kelib chiqqan DNK dimerlari bilan bog'liq. XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF va XPG genlari DNK zararini almashtirish uchun oqsillarni ishlab chiqaradi. XPA, XPC, XPE, XPF va XPG genlarining oqsillari nukleaza faolligiga ega. Boshqa tomondan, XPB va XPD genlarining oqsillari E coli dagi Uvr D ga o'xshash helikaz faolligini ko'rsatadi.
01-rasm: Nukleotidlarni kesish
Mos kelmaydigan tuzatish nima?
Mos kelmaslikni tuzatish tizimi DNK sintezi vaqtida ishga tushiriladi. Funktsional € bo'linmasi bo'lsa ham, DNK polimeraza III har 108tayanch juftligida sintez uchun noto'g'ri nukleotidni kiritish imkonini beradi. Mos kelmaydigan tuzatuvchi oqsillar bu nukleotidni taniydi, aksizlanadi va yakuniy aniqlik darajasi uchun javob beradigan to'g'ri nukleotid bilan almashtiriladi. DNK metilatsiyasi MMR oqsillari uchun yangi sintez qilingan ipdan asosiy ipni tanib olish uchun muhim ahamiyatga ega. Yangi sintezlangan ipning GATC motividagi adenin (A) nukleotidining metillanishi biroz kechikadi. Boshqa tomondan, GATC motividagi adenin nukleotidining asosiy zanjiri allaqachon metillangan. MMR oqsillari yangi sintezlangan ipni asosiy ipdan bu farq bilan taniydi va metillanishdan oldin yangi sintezlangan ipda nomuvofiqlikni tuzatishni boshlaydi. MMR oqsillari yangi replikatsiya qilingan DNK zanjiri metillanishidan oldin noto'g'ri nukleotidni olib tashlash uchun o'z ta'mirlash faoliyatini yo'n altiradi. mut H, mut L, mut S genlari bilan kodlangan Mut H, Mut L va Mut S fermentlari bu reaksiyalarni Ekolida katalizlaydi. Mut S oqsili C:C dan tashqari mumkin bo'lgan sakkizta mos kelmasligi mumkin bo'lgan tayanch juftlaridan ettitasini taniydi va dupleks DNKdagi nomuvofiqlik joyida bog'lanadi. Bog'langan ATP bilan Mut L va Mut S kompleksga keyinroq qo'shiladi. Kompleks gemimetillangan GATC motifini topmaguncha bir necha ming tayanch juftlarini ko'chiradi. Mut H oqsilining harakatsiz nukleaza faolligi, u hemimetillangan GATC motivini topgandan so'ng faollashadi. U metillanmagan DNK zanjirini parchalab, metillanmagan GATC motivining (yangi sintezlangan DNK zanjiri) G nukleotidida 5' nik qoldirib ketadi. Keyin mos kelmaslikning boshqa tomonidagi xuddi shu ip Mut H tomonidan niklanadi. Qolgan bosqichlarda Uvr D a helikaz oqsili, Mut U, SSB va ekzonukleaza I ning jamoaviy harakatlari bir ipli noto'g'ri nukleotidni eksize qiladi. DNK. Eksizyonda hosil bo'lgan bo'shliq DNK polimeraza III bilan to'ldiriladi va ligaza bilan muhrlanadi. Shunga o'xshash tizim sichqonlarda va odamlarda aniqlanishi mumkin. Inson hMLH1, hMSH1 va hMSH2 mutatsiyasi yo'g'on ichak hujayralarining hujayra bo'linishini tartibga soluvchi irsiy bo'lmagan yo'g'on ichak saratonida ishtirok etadi.
02-rasm: nomuvofiqlikni tuzatish
Muvaffaqiyatsizlikni tuzatish va nukleotidlarni olib tashlash oʻrtasidagi farq nima?
Mos kelmaydigan tuzatish va nukleotidlarni olib tashlash |
|
| Mos kelmaydigan tuzatish tizimi replikatsiyadan keyin sodir boʻladi. | Bu ultrabinafsha nurlanishidan kelib chiqqan pirimidin dimerlarini va kimyoviy birikmalar tufayli boshqa DNK lezyonlarini olib tashlashda ishtirok etadi. |
| Fermentlar | |
| U Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB va ekzonukleaza I tomonidan katalizlanadi. | Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD fermentlari tomonidan katalizlanadi. |
| Metillanish | |
| Reaksiyani boshlash juda muhim. | Reaksiyani boshlash uchun DNK metilatsiyasi talab qilinmaydi. |
| Fermentlar ta'siri | |
| Mut H endonukleaza. | Uvr B va Uvr C ekzonukleazlardir. |
| Foyda | |
| Bu ayniqsa replikatsiya paytida sodir boʻladi. | Bu replikatsiya paytida emas, UV yoki kimyoviy mutagenlar ta'sirida sodir bo'ladi |
| Tabiatni muhofaza qilish | |
| U yuqori darajada saqlangan | U yuqori darajada saqlanmagan. |
| Boʻshliqni toʻldirish | |
| Bu DNK polimeraza III tomonidan amalga oshiriladi. | Bu DNK polimeraza I tomonidan amalga oshiriladi. |
Xulosa – nomuvofiqlikni tuzatish va nukleotidlarni olib tashlashni tuzatish
Muvaffaqiyatsizlikni tuzatish (MMR) va Nukleotidlarni olib tashlashni tuzatish (NER) bu turli xil agentlar keltirib chiqaradigan DNK shikastlanishlari va buzilishlarni tuzatish uchun hujayrada sodir bo'ladigan ikkita mexanizmdir. Ular birgalikda DNK ta'mirlash mexanizmlari deb ataladi. Nukleotidlarni kesish ta'miri o'zgartirilgan nukleotid shikastlanishlarini, odatda ultrabinafsha nurlanish va kimyoviy qo'shimchalar ta'sirida yuzaga keladigan DNK qo'sh spiralining jiddiy shikastlanishlarini tiklaydi. Noto'g'ri tuzatuvchi oqsillar noto'g'ri nukleotidni taniydi, uni aksizlaydi va uni to'g'ri nukleotid bilan almashtiradi. Bu jarayon replikatsiya paytida yakuniy aniqlik darajasi uchun javobgardir.
