Pagrindinis skirtumas tarp nehomologinio galų sujungimo ir homologinio tiesioginio pakartojimo yra tas, kad nehomologinis galų sujungimas yra kelias, kuris atstato dvigubos grandinės DNR lūžius, kuriems nereikia homologinio šablono, kad būtų galima taisyti, o homologinis tiesioginis pakartojimas yra kelias. kuri ištaiso dviejų grandžių DNR pertraukas, kurioms reikalingas homologinis šablonas, kad būtų galima taisyti.
DNR taisymas yra procesas, kurio metu ląstelė nustato ir ištaiso DNR molekulių pažeidimus. Paprastai normali medžiagų apykaita ir aplinkos veiksniai, tokie kaip spinduliuotė, gali sukelti DNR pažeidimus. Šie veiksniai gali sukelti dešimtis tūkstančių atskirų molekulinių pažeidimų vienoje ląstelėje per dieną. DNR dvigubos grandinės pertraukų taisymo būdai yra DNR atkūrimo būdai biologinėse ląstelėse. Yra du DNR dvigubos grandinės pertraukų taisymo būdai: nehomologinis galų sujungimas ir homologinis tiesioginis pasikartojimas.
Kas yra nehomologinis prisijungimas prie pabaigos?
Nehomologinis galų sujungimas (NHEJ) – tai būdas, kuriuo ištaisomi dviejų grandžių DNR lūžiai ir nereikia homologinio šablono, kad būtų galima taisyti. Šį kelią 1966 m. atrado Moore'as ir Haberis. Šis kelias paprastai vadovaujasi trumpomis homologinėmis DNR sekomis (mikrohomologijomis), kurios dažnai būna vienos grandinės iškyšose, esančiose dvigrandžių pertraukų galuose. Kai iškyšos yra suderinamos, NHEJ takas tiksliai pataiso dvigubas sruogas. Tačiau kai iškyšos nėra visiškai suderinamos, tai sukelia netikslų remontą, dėl kurio prarandami nukleotidai. Netinkamas NHEJ kelias gali sukelti perkėlimus, telomerų susiliejimą ir naviko ląstelių požymius.
01 paveikslas: Nehomologinė prisijungimo pabaiga
NHEJ kelią sudaro trys pagrindiniai etapai: pabaigos surišimas ir pririšimas, galutinis apdorojimas ir perrišimas. Žinduolių b altymai, vadinami Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), DNR-PKcs, Ku (Ku70 ir 80), dalyvauja galutiniame tiltelyje. Galutinis apdorojimo etapas apima nesutampančių arba pažeistų nukleotidų pašalinimą ir DNR pakartotinę sintezę DNR polimerazėmis (tarpų užpildymas). Neatitinkančius arba pažeistus nukleotidus pašalina nukleazės, tokios kaip Artemis. Žinduolių X šeimos DNR polimerazės Pol λ ir μ atlieka spragų užpildymą. Galutinis apdorojimas nėra būtinas, jei galai jau yra suderinami ir turi 3'hidroksilo arba 5' fosfato galus. Be to, paskutinis ligavimo etapas atliekamas IV ligavimo kompleksu, kurį sudaro DNR ligazė IV ir jos kofaktorius XRCC4.
Kas yra homologinis tiesioginis kartojimas?
Homologinis tiesioginis pasikartojimas (HDR) yra būdas, kuriuo atkuriami dvigubos grandinės DNR lūžiai, naudojant homologinį šabloną, skirtą taisymui. Labiausiai paplitęs homologinio tiesioginio pakartojimo būdas yra homologinė rekombinacija. HDR mechanizmas įmanomas tik tada, kai branduolyje yra homologinė DNR dalis, daugiausia ląstelės ciklo G2 ir S fazėse. Biologinis HDR kelias prasideda nuo histono b altymo, vadinamo H2AX, fosforilinimo toje vietoje, kur nutrūksta DNR dviguba grandinė. Tai pritraukia kitus b altymus į pažeistą vietą. Tada MRN kompleksas prisijungia prie pažeistų galų ir apsaugo nuo chromosomų lūžių. MRN kompleksas taip pat sulaiko nulūžusius galus. Vėliau DNR galai apdorojami taip, kad pašalinami nereikalingi cheminių grupių likučiai ir susidaro vienos grandinės iškyšos.
02 pav. Homologinis tiesioginis kartojimas
Kiekvieną viengrandę DNR dalį dengia b altymas, vadinamas RPA, o jo funkcija yra išlaikyti vienos grandinės DNR gabalėlių stabilumą. Po to Rad51 pakeičia RPA b altymą. Be to, dirbdamas kartu su BRCA2, Rad51 sujungia papildomą DNR gabalėlį, kuris įsiveržia į sulaužytą DNR grandinę, kad sudarytų DNR polimerazės šabloną. DNR polimerazę DNR laiko kitas b altymas, žinomas kaip PCNA. Galiausiai polimerazė sintezuoja trūkstamą nutrūkusios grandinės dalį. Be to, kai nutrūkusi sruogelė sintezuojama iš naujo, abi sruogos turi vėl atsieti. Siūlomi modeliai daugeliui atjungimo būdų. Atskyrus sruogas, procesas baigtas.
Kokie yra nehomologinio galo sujungimo ir homologinio tiesioginio kartojimo panašumai?
- Nehomologinis galų sujungimas ir homologinis tiesioginis pasikartojimas yra du DNR dvigubos grandinės pertraukų taisymo būdai.
- MRN kompleksas dalyvauja abiejuose keliuose.
- Nukleazės dalyvauja abiejuose keliuose.
- DNR polimerazės dalyvauja abiejuose keliuose.
- Šiuos mechanizmus galima rasti ir prokariotuose, ir eukariotuose.
- Jie abu yra esminiai ląstelių išgyvenimo mechanizmai.
Koks skirtumas tarp nehomologinio galo sujungimo ir homologinio tiesioginio kartojimo?
Nehomologinis galų sujungimas yra būdas, kuris atkuria dvigubos grandinės pertraukas DNR, kuriai nereikia homologinio šablono, kad būtų galima atlikti remontą, o homologinis tiesioginis kartojimas yra būdas, kuris atstato dvigubos grandinės pertraukas DNR naudojant homologinį šabloną. Taigi tai yra pagrindinis skirtumas tarp nehomologinio galo sujungimo ir homologinio tiesioginio pakartojimo. Be to, homologinė rekombinacija nėra susijusi su nehomologiniu galų sujungimu, o homologinė rekombinacija yra susijusi su homologiniu tiesioginiu pakartojimu.
Toliau pateiktoje infografikoje pateikiami skirtumai tarp nehomologinio galo sujungimo ir homologinio tiesioginio pakartojimo lentelės pavidalu, kad būtų galima palyginti.
Santrauka – nehomologinis prisijungimo pabaiga vs homologinis tiesioginis kartojimas
DNR taisymas gali būti atliktas naudojant įvairius mechanizmus, pvz., tiesioginį apvertimą, vienos grandinės pažeidimo taisymą, dvigubos grandinės pertrūkių taisymą ir transliacijos sintezę. Nehomologinis galų sujungimas ir homologiniai tiesioginiai pasikartojimai yra du DNR dvigubos grandinės pertraukų taisymo būdai. Nehomologiniam galų sujungimui nereikia homologinio šablono, kuris nukreiptų DNR taisymo kelią. Homologinis tiesioginis pakartojimas yra kelias, kuriam reikalingas homologinis šablonas, kuris padėtų atkurti DNR. Taigi, tai yra pagrindinis skirtumas tarp nehomologinio galo sujungimo ir homologinio tiesioginio pakartojimo.
