Негизги айырмасы – дал келбеген оңдоо жана нуклеотиддерди алып салуу
Клеткада күнүнө ондогон жана миңдеген ДНКлар бузулат. Бул репликация, транскрипция, ошондой эле клетканын жашоо жөндөмдүүлүгү сыяктуу клетка процесстерине өзгөрүүлөрдү жаратат. Кээ бир учурларда, бул ДНК бузулушу менен шартталган мутациялар рак жана карылык менен байланышкан синдромдор (мисалы: Progeria) сыяктуу зыяндуу ооруларга алып келиши мүмкүн. Бул зыяндарга карабастан, клетка ДНКга зыян жооптору деп аталган жогорку уюшкан каскаддык оңдоо механизмин баштайт. Клеткалык системада бир нече ДНК оңдоо системалары аныкталган; булар базалык эксцизиялык оңдоо (BER), дал келбеген оңдоо (MMR), нуклеотиддик эксциздик оңдоо (NER), кош жипти оңдоо деп аталат. Нуклеотиддерди эксцизиондук оңдоо - бул чоң спиралдын бурмаланган ДНК жараларын таанып, аларды жок кылган өтө универсалдуу система. Башка жагынан алганда, дал келбеген оңдоо репликация учурунда туура эмес негизделген базаларды алмаштырат. Дал келбестикти оңдоо менен нуклеотиддерди кесүү оңдоонун ортосундагы негизги айырма, нуклеотиддерди эксциздик оңдоо (NER) УК нурлануусунан пайда болгон пиримидин димерлерин жана химиялык кошулмалардан келип чыккан көлөмдүү спираль жараларын жок кылуу үчүн колдонулат, ал эми дал келбегенди оңдоо системасы туура эмес негиздерди оңдоодо маанилүү ролду ойнойт. репликациядан кийинки ферменттерден (ДНК полимераза 1) качып кеткен. Дал келбеген негиздерден тышкары, MMR тутумунун белоктору дагы кайталануучу ДНК ырааттуулугун репликациялоо учурунда полимераздын тайып кетүүсүнүн натыйжасы болгон киргизүү/жок кылуу циклдерин (IDL) оңдой алат.
Нуклеотиддик экзизияны оңдоо деген эмне?
Нуклеотиддерди кесүү оңдоонун эң айырмаланган өзгөчөлүгү – бул ДНКнын кош спиралындагы олуттуу бурмалоолордун натыйжасында пайда болгон модификацияланган нуклеотиддердин бузулушун калыбына келтириши. Ал бүгүнкү күнгө чейин изилденген дээрлик бардык организмдерде байкалат. Uvr A, Uvr B, Uvr C (экцинуклеазалар) Uvr D (геликаза) NERге катышкан эң белгилүү ферменттер, алар Ecoli моделиндеги ДНКны оңдоону ишке ашырышат. Uvr ABC көп бөлүмчөлүү фермент комплекси Uvr A, Uvr B, Uvr C полипептиддерин чыгарат. Жогоруда айтылган полипептиддер үчүн коддолгон гендер uvr A, uvr B, uvr C болуп саналат. Uvr A жана B ферменттери ДНКнын кош спиралына келтирилген зыяндын бузулушун, мисалы, пиримидиндик диммерлердин УК нурлануусунан улам келип чыгышын чогуу тааныйт. Uvr A ATPase ферменти жана бул автокаталитикалык реакция. Андан кийин Uvr A ДНКдан чыгат, ал эми Uvr BC комплекси (активдүү нуклеаза) ДНКны АТФ катализдеген зыяндын эки тарабында бөлүп салат. UvrD гени тарабынан коддолгон Uvr D деп аталган дагы бир протеин - бул бир спиралдуу бузулган ДНК сегментинин бошогонунан келип чыккан ДНКны ачуучу helicase II ферменти. Бул ДНК спиралында боштук калтырат. Бузулган сегмент кесилгенден кийин, ДНК тилкесинде 12-13 нуклеотиддик боштук калат. Бул ДНК-полимераза ферменти I тарабынан толтурулат жана ник ДНК лигазасы менен жабылат. Бул реакциянын үч баскычында ATP талап кылынат. NER механизмин сүт эмүүчүлөргө окшош адамдарда да аныктоого болот. Адамдарда Xeroderma pigmentosum деп аталган теринин абалы УК нурлануусунан улам келип чыккан ДНК димерлерине байланыштуу. XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF жана XPG гендери ДНКнын бузулушун алмаштыруу үчүн протеиндерди чыгарышат. XPA, XPC, XPE, XPF жана XPG гендердин белоктору нуклеаздык активдүүлүккө ээ. Башка жагынан алганда, XPB жана XPD гендердин белоктору E coliдеги Uvr D ге окшош геликаздык активдүүлүктү көрсөтөт.
01-сүрөт: Нуклеотиддердин эксцизиясы оңдоо
Туура эместикти оңдоо деген эмне?
Дал келбеген оңдоо системасы ДНК синтези учурунда ишке кирет. Функционалдык € суббирдиги менен да, ДНК полимераза III синтез үчүн туура эмес нуклеотидди ар бир 108 база жуптарына кошууга мүмкүндүк берет. Дал келбеген оңдоп-түзөө протеиндери бул нуклеотидди таанып, аны акциздеп, акыркы тактык үчүн жооптуу туура нуклеотид менен алмаштырат. ДНК метилдениши MMR белоктору үчүн жаңы синтезделген тилкеден ата-энелик жипти таануу үчүн маанилүү. Жаңы синтезделген тилкенин GATC мотивиндеги аденин (А) нуклеотидинин метилдеши бир аз кечигип жатат. Башка жагынан алганда, GATC мотивиндеги ата-энелик жип аденин нуклеотиди буга чейин метилдештирилген. MMR белоктору жаңы синтезделген жипти ата-энелик жиптен ушул айырма менен тааныйт жана жаңы синтезделген жипче метилденгенге чейин дал келбегендикти оңдоону баштайт. MMR протеиндери жаңы репликацияланган ДНК тилкеси метилденгенге чейин туура эмес нуклеотидди акциздөө үчүн алардын оңдоо активдүүлүгүн багыттайт. Mut H, Mut L жана Mut S гендери менен коддолгон Mut H, Mut L, Mut S ферменттери Эколиде бул реакцияларды катализдейт. Mut S протеини C:Cден башка мүмкүн болгон сегиз дал келбөөчү база жуптарынын жетөөнү тааныйт жана дуплекстүү ДНКда дал келбеген жерде байланышат. Байланышкан ATP менен Mut L жана Mut S комплекске кийинчерээк кошулат. Комплекс гемиметиляцияланган GATC мотивин тапканга чейин бир нече миң базалык жуптарды көчүрөт. Mut H протеининин уктап жаткан нуклеаздык активдүүлүгү гемиметиляцияланган GATC мотивин тапкандан кийин активдешет. Ал метилделбеген ДНК тилкесин ажыратып, метилделбеген GATC мотивинин G нуклеотидинде 5′ ник калтырат (жаңы синтезделген ДНК тилкеси). Андан кийин дал келбегендиктин башка тарабындагы ошол эле жип Mut H тарабынан никектелет. Калган кадамдарда Uvr D a helicase протеининин, Mut U, SSB жана экзонуклеазанын I жамааттык аракеттери бир саптагы туура эмес нуклеотидди акциздейт. ДНК. Кесүүдө пайда болгон боштук ДНК-полимераза III менен толтурулат жана лигаза менен жабылат. Окшош системаны чычкандарда жана адамдарда аныктоого болот. Адамдын hMLH1, hMSH1 жана hMSH2 мутациялары жоон ичегинин клеткаларынын бөлүнүшүн жөнгө салуучу тукум куума эмес полипоз жоон ичегинин рагына катышат.
02-сүрөт: Дал келбегендикти оңдоо
Туура эместикти оңдоо менен нуклеотиддерди алып салуу оңдоонун ортосунда кандай айырма бар?
Туура эместикти оңдоо жана нуклеотиддерди алып салуу |
|
| Туура келбеген оңдоо системасы репликациядан кийин пайда болот. | Бул ультрафиолет нурлануусунан улам пиримидин димерлерин жана химиялык кошулмалардан улам ДНКнын башка жараларын жок кылууга катышат. |
| Ферменттер | |
| Ал Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB жана экзонуклеаза I тарабынан катализделет. | Ал Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD ферменттери тарабынан катализделет. |
| Метилдөө | |
| Реакцияны баштоо маанилүү. | Реакцияны баштоо үчүн ДНК метилизациясы талап кылынбайт. |
| Ферменттердин аракети | |
| Mut H – эндонуклеаза. | Uvr B жана Uvr C экзонуклеазалар. |
| Окуя | |
| Бул өзгөчө кайталоо учурунда болот. | Бул репликация учурунда эмес, U. V же химиялык мутагендерге кабылганда болот |
| Сактоо | |
| Бул өтө сакталган | Бул өтө сакталган эмес. |
| Боштуктарды толтуруу | |
| Бул ДНК полимераза III тарабынан жасалат. | Бул ДНК полимераза I тарабынан жасалат. |
Кыскача маалымат – дал келбеген оңдоо жана нуклеотиддик эксцизиялык оңдоо
Дал келбеген оңдоо (MMR) жана Нуклеотиддерди жоюу оңдоосу (NER) - бул ар кандай агенттерден келип чыккан ДНКнын бузулушун жана бурмалоолорун оңдоо үчүн клеткада орун алган эки механизм. Булар жалпысынан ДНКны оңдоо механизмдери деп аталат. Нуклеотиддерди эксцизиондук оңдоо модификацияланган нуклеотиддердин бузулушун, адатта, УФ нурлануунун жана химиялык кошулмалардын таасиринен улам пайда болгон ДНКнын кош спиралынын олуттуу бузулушун калыбына келтирет. Дал келбеген оңдоо протеиндери туура эмес нуклеотидди таанып, аны акциздеп, туура нуклеотид менен алмаштырат. Бул процесс репликация учурундагы тактыктын акыркы даражасына жооп берет.
