Rozdiel medzi opravou vyrezania bázy a vyrezaním nukleotidu

Kľúčový rozdiel - oprava vyrezania bázy vs oprava vyrezania nukleotidov
 

DNA je často vystavená poškodeniu v dôsledku rôznych vnútorných a vonkajších faktorov. Bunkové opravné systémy však okamžite a neustále opravujú poškodenie skôr, ako sa stanú mutáciami alebo predtým, ako sa prenesú na nasledujúce generácie. V bunkách existujú tri typy systémov na opravu excízií: oprava nukleotidovej excízie (NER), oprava excízie bázou (BER) a oprava nesúladu DNA (MMR) na opravu poškodení jednovláknovej DNA. Kľúčový rozdiel medzi opravou excíziou bázou a nukleotidovou excíziou opravou je Oprava excízie bázou je jednoduchý opravný systém, ktorý v bunkách pracuje na oprave poškodení jednotlivých nukleotidov endogénne zatiaľ čo Oprava nukleotidovej excízie je komplexný opravný systém, ktorý v bunkách pracuje na oprave relatívne väčších poškodených oblastí exogénne spôsobených.

OBSAH
1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je základná oprava excízie
3. Čo je nukleotidová excisná oprava
4. Porovnanie bok po boku - oprava vyrezaním bázy vs oprava vyrezaním nukleotidov
5. Zhrnutie

Čo je základná oprava excízie?

Oprava základnej excízie je najjednoduchšia verzia systému na opravu DNA, ktorú majú bunky. Používa sa na opravu menších poškodení DNA. DNA bázy sú modifikované kvôli deaminácii alebo alkylácii. Ak dôjde k poškodeniu bázy, DNA glykozyláza rozpoznáva a aktivuje základný excízny opravný systém a obnovuje ho pomocou enzýmov AP endonukleázy, DNA polymerázy a DNA ligázy. Do systému BER sú zapojené nasledujúce kroky.

1. Rozpoznanie a odstránenie nesprávnej alebo poškodenej bázy pomocou glykozylázy DNA za účelom vytvorenia abázického miesta (miesta straty bázy - apiurínové alebo apyrimidínové miesta).
2. Rez na abázové miesto apurínovou / apyrimidínovou endonukleázou
3. Odstránenie zvyšného fragmentu cukru lyázou alebo fosfodiesterázou
4. Vypĺňanie medzier pomocou DNA polymerázy
5. Utesnenie nick DNA ligázou

Obrázok 01: Základná cesta na opravu excízie

Čo je nukleotidová excisná oprava?

Nukleotidová excisná oprava (NER) je dôležitý systém DNA excisnej opravy v bunkách. Je schopný opraviť a nahradiť poškodené regióny s dĺžkou až 30 báz a je nasmerovaný nepoškodeným vláknom šablóny. Bežné poškodenie DNA sa vyskytuje v dôsledku ultrafialového žiarenia a NER chráni DNA opravou týchto poškodení bezprostredne pred mutáciou a prechodom na budúce generácie alebo spôsobením chorôb. NER konkrétne poskytuje ochranu proti mutáciám spôsobeným nepriamo exogénnymi faktormi, ako sú environmentálne a chemické karcinogény. NER sa vyskytuje takmer vo všetkých organizmoch a rozpoznáva poškodenia, ktoré spôsobujú značné skreslenie v DNA špirále.

Proces NER zahŕňa pôsobenie mnohých proteínov, ako sú XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, XPG, CSA, CSB atď. A prebieha prostredníctvom niekoľkých mechanizmov podobných rezu a vloženiu. Tieto proteíny sú nevyhnutné na dokončenie procesu opravy a defekt jedného z NER proteínov je nevyhnutný a môže spôsobiť zriedkavé recesívne syndrómy: xeroderma pigmentosum (XP), Cockayne syndróm (CS) a fotocitlivú formu krehkej vlasovej poruchy. trichotiodystrofia (TTD).

Obrázok 02: Oprava nukleotidovej excízie

Aký je rozdiel medzi opravou excízie bázou a vyrezaním nukleotidu?

Oprava vyrezania bázy vs Oprava vyrezania nukleotidov
Oprava základnej excízie (BER) je systém opravy DNA, ktorý sa vyskytuje v bunkách.	Oprava nukleotidovej excízie (NER) je ďalší typ systému na opravu DNA nachádzajúci sa v bunkách.
Rozpoznanie DNA aduktov
BER opravuje poškodenia malých aduktov DNA.	NER opravuje veľké adukty DNA.
Poškodenie DNA
BER uznáva škody, ktoré nespôsobujú významné deformácie špirály DNA.	NER uznáva škody, ktoré spôsobujú významné deformácie špirály DNA.
Príčiny poškodenia DNA
BER opravuje škody spôsobené endogénnymi mutagénmi.	NER opravuje škody spôsobené exogénnymi mutagénmi.
zložitosť
BER je najmenej zložitý systém opráv	Je zložitejšia ako BER.
Potreba bielkovín
BER nevyžaduje iné proteíny.	NER vyžaduje niekoľko génových produktov, najmä proteínov, na rozlíšenie poškodených a nepoškodených oblastí.
vhodnosť
BER je vhodný na nápravu poškodenia jedného základu.	NER je vhodný na výmenu poškodených oblastí.

Zhrnutie - Oprava základnej excisie vs Oprava nukleotidovej excízie

NER a BER sú dva typy procesov opravy DNA excízie nachádzajúcich sa v bunkách. BER je schopný opraviť malé poškodenia spôsobené endogénne, zatiaľ čo NER je schopný opraviť poškodené oblasti až do dĺžky 30 párov báz spôsobené väčšinou exogénne. BER sa líši od NER v rozpoznávaných typoch substrátov a pri počiatočnej štiepnej udalosti. BER tiež dokáže rozpoznať škody, ktoré neboli spôsobené významnými deformáciami v helixe DNA, zatiaľ čo NER rozpoznáva významné deformácie helixu DNA. Toto je rozdiel medzi opravou excízie bázou a excíziou nukleotidu.

S láskavým dovolením:
1. „Dna repair base excersion en“ od LadyofHats - (Public Domain) prostredníctvom Commons Wikimedia
2. „Schematické znázornenie modelov cesty opravy excízií nukleotidov riadených proteínmi Uvr“ Rihito Morita, Shuhei Nakane, Atsuhiro Shimada, Masao Inoue, Hitoshi Iino, Taisuke Wakamatsu, Kenji Fukui, Noriko Nakagawa, Ryoji Masui a Seiki Kuramitsu. - (CC BY 1.0) prostredníctvom Commons Wikimedia

Referencie:
1. Kim, Yun-Jeong a David M. Wilson. "Prehľad biochemie oprava excision excision." Súčasná molekulárna farmakológia. U.S. National Library of Medicine, január 2012. Web. 14. marca 2017.
2. Boer, Jan De a Jan H.J. Hoeijmakers. "Oprava nukleotidovej excízie a ľudské syndrómy." Karcinogenézy. Oxford University Press, 1. marca 2000. Web. 28.03.2017
3. Hoogstraten a kol. „Všestranná detekcia poškodenia DNA pomocou globálneho genómového nukleotidového excizného opravného proteínu XPC.“ Journal of Cell Science. Spoločnosť Biologists Ltd, 1. septembra 2008. Web. 28.03.2017