Galvenā atšķirība starp nehomologu galu savienošanu un homologu tiešu atkārtojumu ir tāda, ka nehomologa gala savienošana ir ceļš, kas novērš DNS divvirzienu pārtraukumus, kam nav nepieciešama homologa veidne, lai vadītu labošanu, savukārt homologs tiešs atkārtojums ir ceļš. kas novērš DNS divvirzienu pārtraukumus, kuru labošanai nepieciešama homologa veidne.
DNS labošana ir process, kurā šūna identificē un koriģē DNS molekulu bojājumus. Parasti normālas vielmaiņas aktivitātes un vides faktori, piemēram, starojums, var izraisīt DNS bojājumus. Šie faktori var izraisīt desmitiem tūkstošu atsevišķu molekulāru bojājumu vienā šūnā dienā. DNS dubulto pavedienu pārtraukumu labošanas ceļi ir DNS remonta ceļi bioloģiskajās šūnās. Ir divi DNS dubulto virkņu pārtraukumu labošanas ceļi kā nehomologa galu savienošana un homologa tieša atkārtošanās.
Kas ir nehomoloģiskā pievienošanās beigu pievienošanās?
Nehomologā gala savienošana (NHEJ) ir ceļš, kas novērš divvirzienu pārrāvumus DNS, un nav nepieciešama homologa veidne, lai vadītu labošanu. Šo ceļu atklāja Mūrs un Hābers 1966. gadā. Šo ceļu parasti nosaka īsas homologas DNS sekvences (mikrohomoloģijas), kas bieži atrodas vienpavedienu pārkarēs divpavedienu pārtraukumu galos. Ja pārkares ir savietojamas, NHEJ ceļš precīzi salabo dubultās šķipsnas. Tomēr, ja pārkares nav pilnīgi savietojamas, tas noved pie neprecīza remonta, kas izraisīs nukleotīdu zudumu. Nepiemērots NHEJ ceļš var izraisīt translokācijas, telomēru saplūšanu un audzēja šūnu pazīmes.
Attēls 01: Nehomologa pievienošanās beigas
NHEJ ceļā ir trīs galvenie posmi: beigu saistīšana un piesaiste, beigu apstrāde un nosiešana. Zīdītājiem proteīni, ko sauc par Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), DNS-PKcs, Ku (Ku70 un 80), ir iesaistīti gala savienošanā. Beigu apstrādes posms ietver neatbilstošu vai bojātu nukleotīdu noņemšanu un DNS atkārtotu sintēzi ar DNS polimerāžu palīdzību (starpu aizpildīšana). Neatbilstošu vai bojātu nukleotīdu noņemšanu veic nukleāzes, piemēram, Artemis. X ģimenes DNS polimerāzes Pol λ un μ zīdītājiem veic spraugu aizpildīšanu. Beigu apstrāde nav nepieciešama, ja gali jau ir savietojami un tiem ir 3’hidroksil- vai 5’fosfāta gali. Turklāt pēdējo ligācijas soli veic ar ligācijas kompleksu IV, kas sastāv no DNS ligāzes IV un tās kofaktora XRCC4.
Kas ir homologais tiešais atkārtojums?
Homologs tiešais atkārtojums (HDR) ir ceļš, kas labo DNS divvirzienu pārtraukumus, izmantojot homologu veidni, lai vadītu labošanu. Visizplatītākais homologās tiešās atkārtošanās veids ir homologa rekombinācija. HDR mehānisms ir iespējams tikai tad, ja kodolā ir homologs DNS gabals, galvenokārt šūnu cikla G2 un S fāzē. HDR bioloģiskais ceļš sākas ar histona proteīna, ko sauc par H2AX, fosforilēšanu apgabalā, kur notiek DNS dubultās ķēdes pārtraukums. Tas bojātajā vietā piesaista citus proteīnus. Tad MRN komplekss saistās ar bojātiem galiem un novērš hromosomu pārtraukumus. MRN komplekss arī tur kopā lauztos galus. Vēlāk DNS galus apstrādā tā, lai tiktu noņemti nevajadzīgie ķīmisko grupu atlikumi un veidojas vienas virknes pārkares.
Attēls 02: Homologs tiešais atkārtojums
Katrs vienpavedienu DNS fragments ir pārklāts ar proteīnu, ko sauc par RPA, un tā funkcija ir nodrošināt vienpavedienu DNS gabalu stabilitāti. Pēc tam Rad51 aizstāj RPA proteīnu. Turklāt, strādājot kopā ar BRCA2, Rad51 savieno komplementāru DNS gabalu, kas iebrūk šķeltajā DNS virknē, veidojot DNS polimerāzes veidni. DNS polimerāzi pie DNS notur cits proteīns, kas pazīstams kā PCNA. Galu galā polimerāze sintezē trūkstošo šķelto pavedienu daļu. Turklāt, kad salauztā šķipsna tiek atkārtoti sintezēta, abas dzīslas atkal ir jāatvieno. Tiek ieteikti modeļi daudziem atvienošanas veidiem. Kad dzīslas ir atdalītas, process ir pabeigts.
Kādas ir līdzības starp nehomoloģisko gala pievienošanos un homologu tiešo atkārtojumu?
- Nehomologa galu savienošana un homologa tieša atkārtošanās ir divi DNS divvirzienu pārtraukumu labošanas ceļi.
- MRN komplekss ir iesaistīts abos ceļos.
- Nuklīzes ir iesaistītas abos ceļos.
- DNS polimerāzes ir iesaistītas abos ceļos.
- Šos mehānismus var atrast gan prokariotos, gan eikariotos.
- Tie abi ir būtiski šūnu izdzīvošanas mehānismi.
Kāda ir atšķirība starp nehomoloģisko gala pievienošanos un homologu tiešo atkārtojumu?
Nehomologu galu savienošana ir ceļš, kas novērš DNS dubulto virkņu pārrāvumus, kam nav nepieciešama homologa veidne, lai vadītu labošanu, savukārt homologs tiešs atkārtojums ir ceļš, kas labo DNS divšķiedru pārrāvumus, izmantojot homologu veidni. Tādējādi šī ir galvenā atšķirība starp nehomologu gala savienošanu un homologu tiešo atkārtojumu. Turklāt homologā rekombinācija nav iesaistīta nehomoloģiskā gala savienošanā, savukārt homologā rekombinācija ir iesaistīta homologā tiešā atkārtojumā.
Tālāk esošajā infografikā ir parādītas atšķirības starp nehomologu gala savienošanu un homologu tiešo atkārtojumu tabulas veidā, lai salīdzinātu līdzās.
Kopsavilkums - nehomoloģiskā pievienošanās beigas pret homologu tiešo atkārtojumu
DNS labošanu var veikt ar dažādiem mehānismiem, piemēram, tiešu apvērsumu, vienas virknes bojājumu labošanu, divpavedienu pārtraukumu labošanu un translācijas sintēzi. Nehomologu galu savienošana un homologi tiešie atkārtojumi ir divi DNS dubulto virkņu pārtraukumu labošanas ceļi. Nehomologai gala savienošanai nav nepieciešama homologa veidne, lai vadītu DNS remonta ceļu. Homologs tiešs atkārtojums ir ceļš, kam nepieciešama homologa veidne, lai vadītu DNS labošanu. Tātad šī ir galvenā atšķirība starp nehomologu gala savienošanu un homologu tiešo atkārtojumu.
