Tofauti kuu kati ya uunganisho usio wa kawaida na marudio ya moja kwa moja ni kwamba uunganisho usio wa kawaida ni njia ambayo hurekebisha mipasuko ya nyuzi mbili katika DNA ambayo haihitaji kiolezo cha homologous kuelekeza urekebishaji, ilhali marudio ya moja kwa moja ni njia. ambayo hurekebisha mianya ya nyuzi-mbili katika DNA ambayo inahitaji kiolezo kimoja ili mwongozo wa urekebishaji.
Urekebishaji wa DNA ni mchakato ambapo seli hutambua na kurekebisha uharibifu wa molekuli za DNA. Kwa ujumla, shughuli za kawaida za kimetaboliki na mambo ya mazingira kama vile mionzi inaweza kusababisha uharibifu wa DNA. Sababu hizi zinaweza kusababisha makumi ya maelfu ya vidonda vya kibinafsi vya molekuli kwa kila seli kwa siku. Njia za ukarabati wa sehemu mbili za DNA ni njia za kurekebisha DNA katika seli za kibaolojia. Kuna njia mbili za urekebishaji za sehemu mbili za DNA kama kiunganishi kisicho cha kawaida na marudio ya moja kwa moja.
Kujiunga Kwa Kutokuwa na Uhomologous ni Nini?
Uunganisho usio wa kawaida (NHEJ) ni njia ambayo hurekebisha mipasuko ya nyuzi-mbili katika DNA na haihitaji kiolezo kimoja ili kuongoza urekebishaji. Njia hii ilipatikana na Moore na Haber mwaka wa 1966. Njia hii kwa kawaida inaongozwa na mfuatano mfupi wa DNA wa homologous (microhomologies) ambayo mara nyingi huwa katika overhangs ya kamba moja kwenye ncha za mapumziko ya nyuzi mbili. Wakati overhangs ni sambamba, njia ya NHEJ hutengeneza nyuzi mbili zinazovunjika kwa usahihi. Hata hivyo, wakati overhangs haziendani kikamilifu, husababisha ukarabati usiofaa ambao utasababisha kupoteza kwa nucleotides. Njia isiyofaa ya NHEJ inaweza kusababisha uhamishaji, miunganisho ya telomere na alama mahususi za seli za uvimbe.
Kielelezo 01: Komesha Kujiunga Kusikokuwa na Uhomologo
Njia ya NHEJ ina hatua tatu kuu: kufunga na kufunga mtandao, kuchakata na kufunga. Katika mamalia, protini zinazoitwa Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), DNA- PKcs, Ku (Ku70 & 80) zinahusika katika kuweka daraja. Hatua ya mwisho ya usindikaji inahusisha kuondolewa kwa nucleotidi zisizolingana au zilizoharibiwa na usanisishaji upya wa DNA na polima za DNA (kujaza-pengo). Uondoaji wa nyukleotidi zisizolingana au zilizoharibika hufanywa na nyuklia kama vile Artemi. Familia ya X ya polima za DNA Pol λ na μ katika mamalia hubeba pengo. Kumaliza usindikaji si lazima ikiwa ncha tayari zinaoana na zina 3'hydorxyl au 5'phosphate termini. Zaidi ya hayo, hatua ya mwisho ya kuunganisha inafanywa na ligation complex IV ambayo ina DNA ligase IV na cofactor yake XRCC4.
Homologous Direct Repeat ni nini?
Urudiaji wa moja kwa moja wa Homologous (HDR) ni njia ambayo hurekebisha mipasuko ya nyuzi mbili kwenye DNA kwa kutumia kiolezo cha homologous kuongoza urekebishaji. Njia ya kawaida ya kurudia moja kwa moja kwa homologous ni kupitia upatanisho wa homologous. Utaratibu wa HDR unawezekana tu wakati kuna kipande cha DNA katika kiini, hasa katika awamu ya G2 na S ya mzunguko wa seli. Njia ya kibayolojia ya HDR huanza na phosphorylation ya protini ya histone iitwayo H2AX katika eneo ambapo DNA ya mgawanyiko wa nyuzi mbili hutokea. Hii huvutia protini nyingine kwenye eneo lililoharibiwa. Kisha tata ya MRN hufunga kwa ncha zilizoharibiwa na kuzuia mapumziko ya chromosomal. MRN complex pia huweka ncha zilizovunjika pamoja. Baadaye, ncha za DNA huchakatwa kwa njia ambayo mabaki yasiyo ya lazima ya vikundi vya kemikali huondolewa, na viambato vya uzi mmoja hutengenezwa.
Kielelezo 02: Marudio ya Moja kwa Moja ya Homologous
Kila kipande cha DNA ya mstari mmoja kinafunikwa na protini iitwayo RPA, na kazi yake ni kuweka vipande vya DNA ya mstari mmoja kuwa thabiti. Baada ya hayo, Rad51 inachukua nafasi ya protini ya RPA. Zaidi ya hayo, inapofanya kazi pamoja na BRCA2, Rad51 inaunganisha kipande cha DNA ambacho huvamia uzi uliovunjika wa DNA kuunda kiolezo cha polimerasi ya DNA. DNA polimasi hushikiliwa kwenye DNA na protini nyingine inayojulikana kama PCNA. Hatimaye, polimasi huunganisha sehemu inayokosekana ya uzi uliovunjika. Zaidi ya hayo, uzi uliovunjika unapounganishwa upya, nyuzi zote mbili zinahitaji kuunganishwa tena. Mifano ya njia nyingi za kuunganisha zinapendekezwa. Baada ya nyuzi kutenganishwa, mchakato unakamilika.
Je, Kuna Ufanano Gani Kati ya Kujiunga Kwa Njia Isiyo ya Uhomologous na Kurudia Moja kwa Moja kwa Homologous?
- Kiunganishi kisicho cha kawaida na marudio ya moja kwa moja ni njia mbili za kurekebisha sehemu za DNA.
- MRN changamano inahusika katika njia zote mbili.
- Nyuklia zinahusika katika njia zote mbili.
- polima za DNA zinahusika katika njia zote mbili.
- Taratibu hizi zinaweza kupatikana katika prokariyoti na pia yukariyoti.
- Zote ni njia muhimu za kuishi kwa seli.
Kuna tofauti gani kati ya Kujiunga na Mwisho Kusio na Uhomologo na Kurudia Moja kwa Moja kwa Homologous?
Uunganisho usio na kikomo ni njia ambayo hurekebisha mipasuko ya nyuzi mbili katika DNA ambayo haihitaji kiolezo sawa ili kuongoza urekebishaji, ilhali urudiaji wa moja kwa moja wa homologous ni njia inayorekebisha mipasuko ya nyuzi mbili kwenye DNA kwa kutumia kiolezo cha homologous. Kwa hivyo, hii ndio tofauti kuu kati ya uunganisho wa mwisho usio na usawa na marudio ya moja kwa moja ya homologous. Zaidi ya hayo, muunganisho wa homologous hauhusiki katika uunganisho usio wa kihomologous, wakati ujumuishaji wa homologous unahusika katika marudio ya moja kwa moja ya homologous.
Infografia iliyo hapa chini inawasilisha tofauti kati ya kiunganishi kisicho cha kawaida na marudio ya moja kwa moja katika muundo wa jedwali kwa kulinganisha bega kwa bega.
Muhtasari – Komesha Kujiunga Bila Kuvutia dhidi ya Kurudia Moja kwa Moja kwa Njia Moja
Urekebishaji wa DNA unaweza kufanywa kwa njia tofauti kama vile ubadilishaji wa moja kwa moja, urekebishaji wa uharibifu wa uzi mmoja, urekebishaji wa mikato miwili na usanisi wa tafsiri. Uunganisho usio na uhomologous mwisho na marudio ya moja kwa moja ya homologous ni njia mbili za kurekebisha mapumziko ya DNA mbili. Uunganisho usio na kikomo wa mwisho hauhitaji kiolezo kimoja ili kuongoza njia ya kurekebisha DNA. Kurudia moja kwa moja kwa usawa ni njia ambayo inahitaji kiolezo cha homologous ili kuongoza urekebishaji wa DNA. Kwa hivyo, hii ndiyo tofauti kuu kati ya uunganisho usio wa kawaida wa mwisho na marudio ya moja kwa moja ya homologous.
