Kluczowa różnica – naprawa przez wycięcie bazy vs naprawa przez wycięcie nukleotydów
DNA często ulega uszkodzeniom z powodu różnych czynników wewnętrznych i zewnętrznych. Jednak komórkowe systemy naprawcze natychmiast i stale korygują uszkodzenia, zanim staną się mutacjami lub zanim zostaną przekazane kolejnym pokoleniom. Istnieją trzy rodzaje systemów naprawy przez wycięcie w komórkach: naprawa przez wycięcie nukleotydów (NER), naprawa przez wycięcie zasad (BER) i naprawa niezgodności DNA (MMR) w celu naprawy uszkodzeń jednoniciowego DNA. Kluczowa różnica między naprawą przez wycinanie zasad a naprawą przez wycinanie nukleotydów polega na tym, że naprawa przez wycinanie zasad jest prostym systemem naprawczym, który działa w komórkach w celu naprawy uszkodzeń pojedynczych nukleotydów spowodowanych endogennie, podczas gdy naprawa przez wycinanie nukleotydów jest złożonym systemem naprawczym, który działa w komórkach w celu naprawy porównawczej większe, uszkodzone regiony spowodowane egzogenicznie.
Co to jest naprawa wycięcia podstawy?
Naprawa przez wycinanie bazy jest najprostszą wersją systemu naprawy DNA, jaką posiadają komórki. Służy do naprawy drobnych uszkodzeń DNA. Zasady DNA są modyfikowane przez deaminację lub alkilację. W przypadku uszkodzeń zasad glikozylaza DNA rozpoznaje i aktywuje system naprawy przez wycięcie zasady i odzyskuje go za pomocą enzymów endonukleazy AP, polimerazy DNA i ligazy DNA. Następujące kroki są zaangażowane w system BER.
- Rozpoznawanie i usuwanie nieprawidłowej lub uszkodzonej zasady przez glikozylazę DNA w celu utworzenia miejsca bezzasadowego (miejsca utraty zasad – miejsca apiurynowe lub apirymidynowe).
- Nacięcie w miejscu podstawowym przez endonukleazę apurynową/apirymidynową
- Usunięcie pozostałego fragmentu cukru za pomocą liazy lub fosfodiesterazy
- Wypełnianie luki przez polimerazę DNA
- Zapieczętowanie nacięcia ligazą DNA
Rysunek 01: Ścieżka naprawy wycięcia podstawy
Co to jest naprawa przez wycięcie nukleotydów?
Nucleotide Excision Repair (NER) to ważny system naprawy DNA w komórkach. Jest w stanie naprawić i zastąpić uszkodzone regiony o długości do 30 zasad i jest kierowany przez nieuszkodzoną nić matrycy. Powszechne uszkodzenia DNA są spowodowane promieniowaniem ultrafioletowym, a NER chroni DNA, naprawiając te uszkodzenia bezpośrednio przed mutacją i przejściem na przyszłe pokolenia lub wywołaniem chorób. NER w szczególności zapewnia ochronę przed mutacjami wywołanymi pośrednio przez czynniki egzogenne, takie jak czynniki rakotwórcze środowiskowe i chemiczne. NER występuje prawie we wszystkich organizmach i rozpoznaje uszkodzenia, które powodują znaczne zniekształcenia helisy DNA.
Proces NER obejmuje działanie wielu białek, takich jak XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, XPG, CSA, CSB itp. i przebiega za pomocą kilku mechanizmów podobnych do wycinania i wklejania. Białka te są niezbędne do zakończenia procesu naprawy, a defekt jednego z białek NER jest niezbędny i może powodować rzadkie zespoły recesywne: xeroderma pigmentosum (XP), zespół Cockayne (CS) oraz światłoczułą postać łamliwości włosów trichotiodystrofia (TTD).
Rysunek 02: Naprawa przez wycięcie nukleotydów
Jaka jest różnica między naprawą przez wycięcie podstawy a naprawą przez wycięcie nukleotydów?
Naprawa przez wycięcie bazy vs naprawa przez wycięcie nukleotydów |
|
| Naprawa przez wycinanie bazy (BER) to system naprawy DNA występujący w komórkach. | Naprawa przez wycinanie nukleotydów (NER) to kolejny rodzaj systemu naprawy DNA w komórkach. |
| Rozpoznawanie adduktów DNA | |
| BER naprawia uszkodzenia małych adduktów DNA. | NER naprawia duże addukty DNA. |
| Uszkodzenia DNA | |
| BER rozpoznaje uszkodzenia, które nie powodują znaczących zniekształceń helisy DNA. | NER rozpoznaje uszkodzenia, które powodują znaczne zniekształcenia helisy DNA. |
| Przyczyny uszkodzeń DNA | |
| BER naprawia uszkodzenia spowodowane endogennymi mutagenami. | NER naprawia uszkodzenia spowodowane egzogennymi mutagenami. |
| Złożoność | |
| BER to najmniej złożony system naprawczy | Jest bardziej złożony niż BER. |
| Potrzeba białek | |
| BER nie wymaga innych białek. | NER wymaga kilku produktów genów, zwłaszcza białek, aby odróżnić uszkodzone i nieuszkodzone regiony. |
| Przydatność | |
| BER nadaje się do korygowania pojedynczych uszkodzeń podstawy. | NER nadaje się do wymiany uszkodzonych regionów. |
Podsumowanie – Naprawa przez wycięcie bazy vs naprawa przez wycięcie nukleotydów
NER i BER to dwa rodzaje procesów naprawczych przez wycinanie DNA w komórkach. BER jest w stanie naprawić małe uszkodzenia spowodowane endogennie, podczas gdy NER jest w stanie naprawić uszkodzone regiony o długości do 30 par zasad, spowodowane głównie egzogennie. BER różni się od NER rodzajem rozpoznanych substratów i początkowym rozszczepieniem. BER może również rozpoznać uszkodzenia, które nie zostały spowodowane przez znaczące zniekształcenia helisy DNA, podczas gdy NER rozpoznaje znaczące zniekształcenia helisy DNA. To jest różnica między naprawą przez wycięcie zasad a wycięciem nukleotydów.
