Ключевая разница - базовое эксцизионное восстановление по сравнению с нуклеотидным эксцизионным восстановлением
ДНК часто подвергается повреждениям из-за различных внутренних и внешних факторов. Однако клеточные репарационные системы немедленно и постоянно исправляют повреждения до того, как они превратятся в мутации или до того, как они будут переданы последующим поколениям. В клетках существует три типа систем эксцизионной репарации: эксцизионная репарация нуклеотидов (NER), эксцизионная репарация оснований (BER) и репарация несоответствия ДНК (MMR) для восстановления одноцепочечных повреждений ДНК. Ключевое различие между эксцизионной репарацией оснований и эксцизионной репарацией нуклеотидов заключается в том, что эксцизионная репарация оснований представляет собой простую систему репарации, которая работает в клетках для восстановления повреждений отдельных нуклеотидов, вызванных эндогенно, в то время как эксцизионная репарация нуклеотидов представляет собой сложную систему репарации, которая работает в клетках для восстановления сравнительно более крупные, поврежденные области, вызванные экзогенно.
Что такое иссечение основания?
Основная эксцизионная репарация – простейшая версия системы репарации ДНК, которая есть в клетках. Он используется для восстановления незначительных повреждений в ДНК. Основания ДНК модифицируются за счет дезаминирования или алкилирования. При повреждении оснований ДНК-гликозилаза распознает и активирует систему эксцизионной репарации оснований и восстанавливает ее с помощью ферментов АР-эндонуклеазы, ДНК-полимеразы и ДНК-лигазы. В системе BER задействованы следующие шаги.
- Распознавание и удаление неправильного или поврежденного основания с помощью ДНК-гликозилазы для создания абазового сайта (сайты потери основания – апиуриновые или апиримидиновые сайты).
- Разрез базового участка апуриновой/апиримидиновой эндонуклеазой
- Удаление оставшегося фрагмента сахара лиазой или фосфодиэстеразой
- Заполнение пробелов ДНК-полимеразой
- Запечатывание разрыва ДНК-лигазой
Рисунок 01: Путь эксцизионной репарации основания
Что такое эксцизионная репарация нуклеотидов?
Репарация эксцизии нуклеотидов (NER) является важной системой эксцизионной репарации ДНК в клетках. Он способен восстанавливать и замещать поврежденные участки длиной до 30 оснований и направляется неповрежденной матричной нитью. Обычные повреждения ДНК происходят из-за ультрафиолетового излучения, и NER защищает ДНК, восстанавливая эти повреждения непосредственно перед тем, как они станут мутациями и перейдут в будущие поколения или вызовут заболевания. NER обеспечивает защиту от мутаций, косвенно вызванных экзогенными факторами, такими как экологические и химические канцерогены. NER наблюдается почти у всех организмов и распознает повреждения, вызывающие значительные искажения в спирали ДНК.
Процесс NER включает в себя действие многих белков, таких как XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, XPG, CSA, CSB и т. д., и протекает через несколько механизмов, подобных вырезанию и пасте. Эти белки необходимы для завершения процесса восстановления, а дефект одного из белков NER жизненно важен и может вызвать редкие рецессивные синдромы: пигментную ксеродерму (XP), синдром Коккейна (CS) и светочувствительную форму ломкости волос. трихотиодистрофия (TTD).
Рисунок 02. Эксцизионная репарация нуклеотидов
В чем разница между базовой эксцизионной репарацией и эксцизионной репарацией нуклеотидов?
Базовое эксцизионное восстановление по сравнению с нуклеотидным эксцизионным восстановлением |
|
| Репарация эксцизионной базы (BER) – это система репарации ДНК, происходящая в клетках. | Репарация эксцизионной репарации нуклеотидов (NER) - это еще один тип системы репарации ДНК, обнаруженный в клетках. |
| Распознавание аддуктов ДНК | |
| BER восстанавливает повреждения малых аддуктов ДНК. | NER восстанавливают большие аддукты ДНК. |
| Повреждения ДНК | |
| BER распознает повреждения, которые не вызывают значительных искажений спирали ДНК. | NER распознает повреждения, вызывающие значительные искажения спирали ДНК. |
| Причины повреждения ДНК | |
| BER восстанавливает повреждения, вызванные эндогенными мутагенами. | NER восстанавливает повреждения, вызванные экзогенными мутагенами. |
| Сложность | |
| BER - наименее сложная ремонтная система | Это сложнее, чем BER. |
| Потребность в белках | |
| BER не требует других белков. | NER требует нескольких генных продуктов, особенно белков, чтобы различать поврежденные и неповрежденные области. |
| Пригодность | |
| BER подходит для исправления повреждений одной базы. | NER подходит для замены поврежденных участков. |
Резюме – Базовое эксцизионное восстановление против нуклеотидного эксцизионного восстановления
NER и BER - это два типа процессов эксцизионной репарации ДНК, обнаруженных в клетках. BER способен восстанавливать небольшие повреждения, вызванные эндогенно, в то время как NER способен восстанавливать области повреждений длиной до 30 пар оснований, вызванные в основном экзогенно. BER отличается от NER распознаваемыми типами субстратов и начальным событием расщепления. BER также может распознавать повреждения, которые не были вызваны значительными искажениями спирали ДНК, в то время как NER распознает значительные искажения спирали ДНК. В этом разница между репарацией базового эксцизии и эксцизией нуклеотидов.
