Tofauti Muhimu – Urekebishaji Isiyolingana dhidi ya Urekebishaji wa Ukataji wa Nucleotide
Mimi na maelfu ya uharibifu wa DNA hutokea kwenye seli kwa siku. Huleta mabadiliko kwa michakato ya seli kama vile urudufishaji, unukuzi na vile vile utendakazi wa seli. Katika baadhi ya matukio, mabadiliko yanayosababishwa na uharibifu huu wa DNA yanaweza kusababisha magonjwa hatari kama vile saratani na magonjwa yanayohusiana na kuzeeka (mfano: Progeria). Bila kujali uharibifu huu, seli huanzisha utaratibu wa kurekebisha mteremko uliopangwa sana unaoitwa majibu ya uharibifu wa DNA. Mifumo kadhaa ya kutengeneza DNA imetambuliwa katika mfumo wa seli; hizi zinajulikana kama Urekebishaji wa utoboaji wa msingi (BER), Urekebishaji usiolingana (MMR), Urekebishaji wa utoboaji wa Nucleotide (NER), Urekebishaji wa sehemu mbili za kukatika. Urekebishaji wa utoboaji wa nyuklia ni mfumo unaotumika sana unaotambua vidonda vya DNA vya kuvuruga kwa helix na kuviondoa. Kwa upande mwingine, urekebishaji usiolingana hubadilisha besi zisizojumuishwa wakati wa urudufishaji. Tofauti kuu kati ya urekebishaji usiolingana na urekebishaji wa utoboaji wa nyukleotidi ni kwamba urekebishaji wa ukataji wa nyukleotidi (NER) hutumika kuondoa vipimo vya pyrimidine vinavyotengenezwa na miale ya UV na vidonda vya helix vikubwa vinavyosababishwa na viambata vya kemikali huku mfumo wa urekebishaji usiolingana una jukumu muhimu katika kusahihisha besi zisizounganishwa ambazo zina. iliepuka kutoka kwa vimeng'enya vya urudufishaji (DNA polymerase 1) wakati wa kuzaliana. Kando na besi zisizolingana, protini za mfumo wa MMR pia zinaweza kurekebisha viingizio/vifungu vya kufuta (IDL) ambavyo ni matokeo ya utelezi wa polimerasi wakati wa urudufishaji wa mfuatano wa DNA unaojirudia.
Urekebishaji wa Ukataji wa Nucleotide ni nini?
Sifa inayojulikana zaidi ya urekebishaji wa ukataji wa nyukleotidi ni kwamba hurekebisha uharibifu wa nyukleotidi uliosababishwa na upotoshaji mkubwa katika DNA double helix. Inazingatiwa karibu na viumbe vyote ambavyo vimechunguzwa hadi sasa. Uvr A, Uvr B, Uvr C (excinucleases) Uvr D (helicase) ni vimeng'enya vinavyojulikana zaidi vinavyohusika katika NER ambavyo huanzisha urekebishaji wa DNA katika kiumbe cha mfano cha Ecoli. Uvr ABC changamano cha vimeng'enya vidogo vingi huzalisha polipeptidi za Uvr A, Uvr B, Uvr C. Jeni zilizosimbwa kwa polipeptidi zilizotajwa hapo juu ni uvr A, uvr B, uvr C. Uvr A na B vimeng'enya kwa pamoja hutambua upotoshaji unaosababishwa na uharibifu unaosababishwa na DNA ya helix mbili kama vile dimmer za pyrimidine kutokana na miale ya UV. Uvr A ni kimeng'enya cha ATPase na hii ni majibu ya kiotomatiki. Kisha Uvr A huacha DNA ambapo Uvr BC complex (active nuclease) hupasua DNA katika pande zote mbili za uharibifu uliochochewa na ATP. Protini nyingine iitwayo Uvr D iliyosimbwa na jeni ya uvrD ni kimeng'enya cha helicase II kinachofungua DNA ambayo hutokana na kutolewa kwa sehemu moja ya DNA iliyoharibika. Hii inaacha pengo katika helix ya DNA. Baada ya sehemu iliyoharibiwa kukatwa, pengo la nucleotide 12-13 linabaki kwenye kamba ya DNA. Hii inajazwa na kimeng'enya cha DNA polymerase I na nick inafungwa na ligase ya DNA. ATP inahitajika katika hatua tatu za majibu haya. Utaratibu wa NER unaweza kutambuliwa katika binadamu kama mamalia pia. Kwa binadamu, hali ya ngozi inayoitwa Xeroderma pigmentosum inatokana na vipimo vya DNA vinavyosababishwa na mionzi ya UV. Jeni XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, na XPG hutoa protini kuchukua nafasi ya uharibifu wa DNA. Protini za jeni XPA, XPC, XPE, XPF, na XPG zina shughuli ya nuklea. Kwa upande mwingine, protini za jeni za XPB na XPD zinaonyesha shughuli ya helicase ambayo inalingana na Uvr D katika E coli.
Kielelezo 01: Urekebishaji wa Utoaji wa Nucleotide
Urekebishaji Mismatch ni nini?
Mfumo wa kurekebisha kutolingana huanzishwa wakati wa usanisi wa DNA. Hata ikiwa na kitengo kidogo cha kazi cha €, DNA polymerase III inaruhusu kuingizwa kwa nyukleotidi isiyo sahihi kwa usanisi kila jozi 108 msingi. Protini za kutengeneza kutolingana hutambua nyukleotidi hii, huikata na kuibadilisha na nyukleotidi sahihi inayohusika na kiwango cha mwisho cha usahihi. Methylation ya DNA ni muhimu kwa protini za MMR kutambua uzi wa mzazi kutoka kwa uzi mpya. Methylation ya adenine (A) nyukleotidi katika motifu GATC ya strand mpya ya synthesized imechelewa kidogo. Kwa upande mwingine, nyukleotidi ya adenine ya mzazi katika motifu ya GATC tayari ina methylated. Protini za MMR hutambua uzi mpya uliosanisishwa kwa tofauti hii kutoka kwa uzi wa mzazi na kuanza kutengeneza kutolingana katika uzi mpya uliosanisishwa kabla ya kupata methylated. Protini za MMR huelekeza shughuli zao za urekebishaji ili kuondoa nyukleotidi isiyo sahihi kabla ya uzi mpya wa DNA kupata methylated. Vimeng'enya vya Mut H, Mut L na Mut S vilivyosimbwa na jeni mut H, mut L, mut S huchochea athari hizi katika Ecoli. Protein ya Mut S hutambua jozi saba kati ya nane za msingi zisizolingana isipokuwa C:C, na hufunga kwenye tovuti ya kutolingana katika DNA duplex. Kwa kutumia ATP zinazofungamana, Mut L na Mut S hujiunga kwenye tata baadaye. Mchanganyiko huu huhamisha jozi elfu chache za msingi hadi ipate motifu ya GATC yenye hemimethylated. Shughuli ya viini tulivu ya protini ya Mut H huwashwa mara tu inapopata motifu ya GATC yenye hemimethylated. Hupasua uzi wa DNA usio na methili na kuacha niko ya 5′ kwenye nyukleotidi ya G ya motifu ya GATC isiyo na methylated (nyundo ya DNA iliyosanisiwa upya). Kisha uzi huo huo upande wa pili wa kutolingana unapigwa na Mut H. Katika hatua zingine, vitendo vya pamoja vya Uvr D a helicase protini, Mut U, SSB na exonuclease I huondoa nucleotide isiyo sahihi katika mstari mmoja. DNA. Pengo ambalo hutengenezwa katika ukataji hujazwa na DNA polymerase III na kufungwa na ligase. Mfumo kama huo unaweza kutambuliwa kwa panya na wanadamu. Mabadiliko ya hMLH1, hMSH1, na hMSH2 ya binadamu yanahusika katika saratani ya koloni ya kurithi isiyo ya polyposis ambayo hupunguza mgawanyiko wa seli za koloni.
Kielelezo 02: Urekebishaji Usiolingana
Kuna tofauti gani kati ya Urekebishaji Mismatch na Ukarabati wa Ukataji wa Nucleotide?
Urekebishaji Usiolingana dhidi ya Ukarabati wa Ukataji wa Nucleotide |
|
| Mfumo wa urekebishaji usiolingana hutokea wakati wa urudufishaji. | Hii inahusika katika kuondoa vipimo vya pyrimidine kutokana na miale ya U. V na vidonda vingine vya DNA kutokana na kuingizwa kwa kemikali. |
| Enzymes | |
| Imechangiwa na Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB na exonuclease I. | Imechangiwa na vimeng'enya vya Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD. |
| Methylation | |
| Ni muhimu kuanzisha majibu. | methylation ya DNA haihitajiki ili kuanzisha majibu. |
| Kitendo cha Enzymes | |
| Mut H ni endonuclease. | Uvr B na Uvr C ni exonucleases. |
| Tukio | |
| Hii hutokea mahususi wakati wa kurudia. | Hii hutokea inapokabiliwa na U. V au mutajeni za kemikali, si wakati wa urudufishaji |
| Uhifadhi | |
| Imehifadhiwa sana | Haijahifadhiwa sana. |
| Kujaza Pengo | |
| Inafanywa na DNA polymerase III. | Inafanywa na DNA polymerase I. |
Muhtasari – Urekebishaji Isiyolingana dhidi ya Urekebishaji wa Ukataji wa Nucleotide
Urekebishaji usiolingana (MMR) na ukarabati wa utoboaji wa Nucleotide (NER) ni njia mbili zinazofanyika kwenye seli ili kurekebisha uharibifu na upotoshaji wa DNA unaosababishwa na mawakala mbalimbali. Hizi kwa pamoja zimeitwa njia za kurekebisha DNA. Marekebisho ya utoboaji wa nyukleotidi hurekebisha uharibifu wa nyukleotidi iliyorekebishwa, kwa kawaida uharibifu huo mkubwa wa heliksi mbili za DNA ambao hutokea kwa kuathiriwa na miale ya U. V na viongezeo vya kemikali. Protini za kurekebisha kutolingana hutambua nyukleotidi isiyo sahihi, kuiondoa na kuibadilisha na nyukleotidi sahihi. Mchakato huu unawajibika kwa kiwango cha mwisho cha usahihi wakati wa urudufishaji.
