Гомолог бус төгсгөлийн нэгдэл ба гомолог шууд давталтын гол ялгаа нь гомолог бус төгсгөлийн нэгдэл нь ДНХ-ийн давхар хэлхээний тасралтыг засварлах зам бөгөөд засварыг чиглүүлэх гомолог загвар шаарддаггүй, харин гомолог шууд давталт нь зам юм. Энэ нь ДНХ-ийн давхар хэлхээний тасралтыг засдаг бөгөөд энэ нь засварыг чиглүүлэхийн тулд ижил төстэй загвар шаарддаг.
ДНХ-ийн засвар гэдэг нь эс нь ДНХ молекулуудын гэмтлийг тодорхойлж, засч залруулах үйл явц юм. Ерөнхийдөө бодисын солилцооны хэвийн үйл ажиллагаа, цацраг гэх мэт хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлүүд нь ДНХ-ийн гэмтэл үүсгэдэг. Эдгээр хүчин зүйлүүд нь өдөрт хэдэн арван мянган бие даасан молекулын гэмтэл үүсгэдэг. ДНХ-ийн давхар хэлхээний эвдрэлийг засах зам нь биологийн эс дэх ДНХ-ийн засварын зам юм. ДНХ-ийн давхар хэлхээний тасралтыг гомолог бус төгсгөлийн нэгдэл ба гомолог шууд давталт гэх мэт засах хоёр зам байдаг.
Номологийн бус төгсгөл гэж юу вэ?
Номологийн бус төгсгөлийн нэгдэл (NHEJ) нь ДНХ-ийн давхар хэлхээний эвдрэлийг засдаг зам бөгөөд засварыг чиглүүлэхэд гомолог загвар шаарддаггүй. Энэ замыг 1966 онд Мур, Хабер нар олсон. Энэ замыг ихэвчлэн хоёр судалтай завсарлагааны төгсгөлд нэг судалтай давхцалд байдаг богино гомолог ДНХ дарааллаар (микрогомологи) удирддаг. Хэмжээ таарч байвал NHEJ зам нь давхар хэлхээний тасархайг нарийн засдаг. Гэсэн хэдий ч, хэт давхцах нь төгс тохирохгүй бол энэ нь нарийн засвар хийхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь нуклеотидын алдагдалд хүргэдэг. NHEJ-ийн тохиромжгүй зам нь хавдрын эсийг шилжүүлэн суулгах, теломерын нэгдэл болон хавдрын эсийн шинж тэмдгүүдэд хүргэдэг.
Зураг 01: Нэг төрлийн бус төгсгөлийн холболт
NHEJ зам нь үндсэн гурван үе шаттай: төгсгөлийг холбох, холбох, төгсгөл боловсруулах, холбох. Хөхтөн амьтдад Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), DNA-PKcs, Ku (Ku70 & 80) гэж нэрлэгддэг уургууд нь төгсгөлийн гүүрэнд оролцдог. Төгсгөлийн боловсруулалтын үе шат нь тохирохгүй эсвэл гэмтсэн нуклеотидыг арилгах, ДНХ полимеразаар ДНХ-ийг дахин синтезлэх (цоорхойг дүүргэх) орно. Тохиромжгүй эсвэл гэмтсэн нуклеотидыг арилгах ажлыг Артемис зэрэг нуклеазууд гүйцэтгэдэг. Хөхтөн амьтдын X гэр бүлийн ДНХ полимеразууд Pol λ ба μ нь цоорхойг нөхдөг. Төгсгөл нь аль хэдийн таарч, 3'гидорксил эсвэл 5'фосфатын төгсгөлтэй байвал эцсийн боловсруулалт хийх шаардлагагүй. Цаашилбал, холбох эцсийн шатыг ДНХ-ийн лигаза IV ба түүний кофактор XRCC4-ээс бүрдэх IV ligation цогцолбор гүйцэтгэдэг.
Гомологийн шууд давталт гэж юу вэ?
Гомологийн шууд давталт (HDR) нь ДНХ-ийн давхар хэлхээний эвдрэлийг гомолог загвар ашиглан засварлах зам юм. Гомологийн шууд давталтын хамгийн түгээмэл арга бол гомолог рекомбинац юм. HDR механизм нь зөвхөн цөмд ДНХ-ийн гомолог хэсэг, гол төлөв эсийн мөчлөгийн G2 ба S үе шатанд байгаа тохиолдолд л боломжтой байдаг. HDR-ийн биологийн зам нь ДНХ-ийн давхар хэлхээний тасралт үүссэн хэсэгт H2AX хэмээх гистоны уургийн фосфоржилтоос эхэлдэг. Энэ нь гэмтсэн байршилд бусад уураг татдаг. Дараа нь MRN цогцолбор нь гэмтсэн төгсгөлд холбогдож, хромосомын эвдрэлээс сэргийлдэг. MRN цогцолбор нь мөн тасархай үзүүрүүдийг хамтад нь байлгадаг. Дараа нь ДНХ-ийн төгсгөлийг боловсруулж, химийн бүлгүүдийн шаардлагагүй үлдэгдлийг зайлуулж, нэг судалтай давхцал үүсдэг.
Зураг 02: Гомологийн шууд давталт
Нэг судалтай ДНХ-ийн хэсэг бүр RPA хэмээх уургаар бүрхэгдсэн байдаг ба түүний үүрэг нь нэг хэлхээтэй ДНХ-ийн хэсгүүдийг тогтвортой байлгах явдал юм. Үүний дараа Rad51 нь RPA уургийг орлоно. Түүнчлэн, BRCA2-тэй хамтран ажиллахдаа Rad51 нь ДНХ-ийн эвдэрсэн хэлхээнд нэвтэрч, ДНХ полимеразагийн загвар үүсгэх нэмэлт ДНХ-ийн хэсгийг нэгтгэдэг. ДНХ полимераза нь ДНХ-д PCNA гэгддэг өөр нэг уургаар тогтдог. Эцсийн эцэст полимераз нь тасарсан хэлхээний алга болсон хэсгийг нэгтгэдэг. Цаашилбал, хугарсан хэлхээ дахин нийлэгжих үед хоёр утас дахин салгах шаардлагатай болдог. Салгах олон аргын загварыг санал болгож байна. Утаснуудыг салгасны дараа процесс дуусна.
Номологийн бус төгсгөлийн нэгдэл ба гомологийн шууд давталтын хооронд ямар төстэй зүйл байдаг вэ?
- Номологийн бус төгсгөлийн нэгдэл ба гомолог шууд давталт нь ДНХ-ийн давхар хэлхээний тасралтыг засах хоёр зам юм.
- MRN цогцолбор нь хоёр замд оролцдог.
- Нуклеазууд хоёр замд оролцдог.
- ДНХ полимеразууд хоёр замд оролцдог.
- Эдгээр механизмууд нь прокариот болон эукариотуудад хоёуланд нь байж болно.
- Эд нь хоёулаа эсийн оршин тогтнох чухал механизм юм.
Номологийн бус төгсгөлийн нэгдэл ба гомологийн шууд давталтын хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
Номологийн бус төгсгөлийн нэгдэл нь ДНХ-ийн давхар хэлхээний тасралтыг засварлах зам бөгөөд засварыг чиглүүлэхэд гомолог загвар шаарддаггүй бол гомолог шууд давталт нь ДНХ-ийн давхар хэлхээний эвдрэлийг гомолог загвар ашиглан засах зам юм. Тиймээс энэ нь гомолог бус төгсгөлийн нэгдэл ба гомолог шууд давталтын гол ялгаа юм. Цаашилбал, гомолог рекомбинац нь гомолог бус төгсгөлийн нэгдэлд оролцдоггүй бол гомолог рекомбинац нь гомологийн шууд давталтанд оролцдог.
Доорх инфографик нь гомолог бус төгсгөлийн холболт болон ижил төстэй шууд давталтын хоорондох ялгааг зэрэгцүүлэн харьцуулахын тулд хүснэгт хэлбэрээр үзүүлэв.
Товч мэдээлэл – Нэг төрлийн бус төгсгөлтэй нэгдэх ба гомологийн шууд давталт
ДНХ-ийн засварыг шууд урвуу, нэг хэлхээний эвдрэлийг засах, давхар хэлхээний тасралтыг засах, хөрвүүлэх синтез гэх мэт өөр өөр механизмаар хийж болно. Гомолог бус төгсгөлийн нэгдэл ба гомолог шууд давталт нь ДНХ-ийн давхар хэлхээний тасралтыг засах хоёр зам юм. Гомологийн бус төгсгөлийн нэгдэл нь ДНХ-ийн засварын замыг чиглүүлэх гомолог загвар шаарддаггүй. Гомологийн шууд давталт нь ДНХ-ийн засварыг чиглүүлэх гомолог загвар шаарддаг зам юм. Тэгэхээр энэ нь гомолог бус төгсгөлийн нэгдэл ба гомолог шууд давталтын гол ялгаа юм.
