A legfontosabb különbség a nem homológ végcsatlakozás és a homológ közvetlen ismétlődés között az, hogy a nem homológ végcsatlakozás egy olyan útvonal, amely kijavítja a kettős szálú DNS-töréseket, amihez nincs szükség homológ templátra a javítás irányításához, míg a homológ közvetlen ismétlődés egy útvonal. amely kijavítja a kettős szálú DNS-töréseket, amelyekhez homológ sablonra van szükség a javítás irányításához.
A DNS-javítás egy olyan folyamat, amelyben a sejt azonosítja és kijavítja a DNS-molekulák károsodását. Általában a normál anyagcsere-tevékenységek és a környezeti tényezők, például a sugárzás DNS-károsodást okozhatnak. Ezek a tényezők naponta több tízezer egyedi molekuláris léziót eredményezhetnek sejtenként. A kettős szálú DNS-szakadások helyreállító utak a DNS-javító útvonalak a biológiai sejtekben. Két DNS kettős szál szakadást javító útvonal létezik, mint nem homológ végcsatlakozás és homológ közvetlen ismétlődés.
Mi az a nem homológ végcsatlakozás?
A nem homológ végcsatlakozás (NHEJ) egy olyan útvonal, amely kijavítja a kettős szálú DNS-töréseket, és nincs szükség homológ sablonra a javítás irányításához. Ezt az utat Moore és Haber találta meg 1966-ban. Ezt az utat jellemzően rövid homológ DNS-szekvenciák (mikrohomológiák) irányítják, amelyek gyakran jelen vannak a kétszálú szakadások végein lévő egyszálú túlnyúlásokban. Ha a túlnyúlások kompatibilisek, az NHEJ pálya pontosan kijavítja a kettős szálak elszakadását. Ha azonban a túlnyúlások nem tökéletesen kompatibilisek, az pontatlan javításhoz vezet, ami nukleotidvesztést okoz. A nem megfelelő NHEJ-útvonal transzlokációkat, telomerfúziókat és a tumorsejtek jellegzetes tüneteit okozhat.
01. ábra: Nem homológ csatlakozás vége
Az NHEJ útvonalnak három fő lépése van: végkötés és tethering, végfeldolgozás és ligálás. Emlősökben az Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), DNS-PKcs, Ku (Ku70 és 80) nevű fehérjék vesznek részt a véghídképzésben. A végső feldolgozási lépés az össze nem illő vagy sérült nukleotidok eltávolítását és a DNS DNS polimerázok általi újraszintézisét foglalja magában (rés kitöltése). A nem illeszkedő vagy sérült nukleotidok eltávolítását nukleázok, például Artemis végzik. Az X családba tartozó Pol λ és μ DNS polimerázok emlősökben végzik a hézagkitöltést. A végfeldolgozás nem szükséges, ha a végek már kompatibilisek, és 3'-hidroxi- vagy 5'-foszfát-végekkel rendelkeznek. Továbbá az utolsó ligálási lépést a IV. ligáz ligázból és annak XRCC4 kofaktorából álló IV ligációs komplexszel hajtjuk végre.
Mi az a homológ közvetlen ismétlés?
A Homológ közvetlen ismétlés (HDR) egy olyan útvonal, amely a DNS-ben a kettős szálú töréseket javítja homológ templát segítségével a javítás irányítására. A homológ közvetlen ismétlés leggyakoribb módja a homológ rekombináció. A HDR mechanizmus csak akkor lehetséges, ha a sejtmagban van egy homológ DNS-darab, leginkább a sejtciklus G2 és S fázisában. A HDR biológiai útja a H2AX nevű hisztonfehérje foszforilációjával kezdődik azon a területen, ahol a DNS kettős szál megszakad. Ez más fehérjéket vonz a sérült helyre. Ezután az MRN komplex kötődik a sérült végekhez, és megakadályozza a kromoszóma töréseket. Az MRN komplex a törött végeket is összetartja. Később a DNS-végeket úgy dolgozzák fel, hogy eltávolítsák a kémiai csoportok szükségtelen maradványait, és egyszálú túlnyúlások képződjenek.
02. ábra: Homológ közvetlen ismétlés
Az egyszálú DNS minden darabját az RPA nevű fehérje fedi, és az a funkciója, hogy stabilan tartsa az egyszálú DNS-darabokat. Ezt követően a Rad51 helyettesíti az RPA fehérjét. Ezen túlmenően, amikor a BRCA2-vel együtt dolgozik, a Rad51 egy komplementer DNS-darabot kapcsol össze, amely behatol a törött DNS-szálba, hogy templátot képezzen a DNS-polimeráz számára. A DNS-polimerázt egy másik, PCNA néven ismert fehérje tartja a DNS-en. Végül a polimeráz szintetizálja a törött szál hiányzó részét. Továbbá, amikor a törött szálat újraszintetizálják, mindkét szálnak újra le kell kapcsolódnia. Számos modellt javasolnak a leválasztáshoz. A szálak szétválasztása után a folyamat befejeződik.
Mi a hasonlóság a nem homológ végcsatlakozás és a homológ közvetlen ismétlés között?
- A nem homológ végcsatlakozás és a homológ közvetlen ismétlődés két DNS-kettős szálú szakadás javítási útvonala.
- Az MRN komplex mindkét folyamatban részt vesz.
- A nukleázok mindkét úton részt vesznek.
- A DNS polimerázok mindkét útvonalban részt vesznek.
- Ezek a mechanizmusok mind a prokariótákban, mind az eukariótákban megtalálhatók.
- Mindkettő kulcsfontosságú mechanizmus a sejtek túléléséhez.
Mi a különbség a nem homológ végcsatlakozás és a homológ közvetlen ismétlés között?
A nem homológ végcsatlakozás egy olyan útvonal, amely kijavítja a DNS kettős szálú töréseit, és nincs szükség homológ templátra a javítás irányításához, míg a homológ közvetlen ismétlődés egy olyan útvonal, amely homológ templát segítségével javítja a DNS kettős szálú szakadásait. Így ez a legfontosabb különbség a nem homológ végcsatlakozás és a homológ közvetlen ismétlés között. Továbbá, a homológ rekombináció nem vesz részt a nem homológ végcsatlakozásban, míg a homológ rekombináció részt vesz a homológ közvetlen ismétlésben.
Az alábbi infografika a nem homológ végcsatlakozás és a homológ közvetlen ismétlés közötti különbségeket mutatja be táblázatos formában az egymás melletti összehasonlításhoz.
Összefoglaló – Nem homológ csatlakozás vége vs homológ közvetlen ismétlés
A DNS-javítás különböző mechanizmusokkal végezhető, mint például a közvetlen visszafordítás, az egyszálú sérülések javítása, a kétszálú törések javítása és a transzléziós szintézis. A nem homológ végcsatlakozás és a homológ direkt ismétlődések két DNS kettős szálú szakadást javító útvonal. A nem homológ végcsatlakozáshoz nincs szükség homológ templátra a DNS-javítási útvonal irányításához. A homológ közvetlen ismétlés egy olyan útvonal, amelyhez homológ templátra van szükség a DNS-javítás irányításához. Tehát ez a legfontosabb különbség a nem homológ végcsatlakozás és a homológ közvetlen ismétlés között.
