Үндсэн ялгаа – Үл тохирох засвар ба нуклеотидын тайралтын засвар
Эсэд өдөрт хэдэн арав, мянган ДНХ-ийн гэмтэл үүсдэг. Энэ нь репликаци, транскрипци, түүнчлэн эсийн амьдрах чадвар зэрэг эсийн үйл явцад өөрчлөлт оруулдаг. Зарим тохиолдолд эдгээр ДНХ-ийн гэмтлээс үүдэлтэй мутаци нь хорт хавдар, хөгшрөлттэй холбоотой хам шинж (жишээ нь: Прогериа) зэрэг хортой өвчинд хүргэдэг. Эдгээр гэмтлээс үл хамааран эс нь ДНХ-ийн гэмтлийн хариу урвал гэж нэрлэгддэг өндөр зохион байгуулалттай каскадын засварын механизмыг эхлүүлдэг. Эсийн системд хэд хэдэн ДНХ-ийн засварын системийг илрүүлсэн; Эдгээрийг үндсэн тайралтын засвар (BER), тохиромжгүй засвар (MMR), нуклеотидын тайралтын засвар (NER), давхар хэлхээний эвдрэлийн засвар гэж нэрлэдэг. Нуклеотидын тайралтын засвар нь их хэмжээний мушгиа хэлбэрийн ДНХ-ийн гэмтлийг таньж, тэдгээрийг арилгадаг маш уян хатан систем юм. Нөгөөтэйгүүр, таарахгүй засвар нь хуулбарлах явцад буруу оруулсан суурийг орлуулдаг. Тохиромжгүй засвар ба нуклеотидын тайралтын засварын гол ялгаа нь нуклеотидын тайралтын засвар (NER) нь хэт ягаан туяанаас үүссэн пиримидины димерүүд болон химийн нэмэлт бодисуудаас үүссэн том мушгиа гэмтлийг арилгахад ашиглагддаг бол үл нийцэх засварын систем нь буруу нэгтгэсэн суурийг засахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. репликацийн ферментээс (ДНХ полимераз 1) репликацийн дараа зугтсан. Тохиромжгүй сууриудаас гадна MMR системийн уургууд нь дахин давтагдах ДНХ-ийн дарааллыг хуулбарлах явцад полимеразын гулсалтын үр дүн болох оруулах/устгах гогцоог (IDL) засах боломжтой.
Нуклеотидын тайрах засвар гэж юу вэ?
Нуклеотидын тайрах засварын хамгийн онцлог нь ДНХ-ийн давхар мушгиа дахь мэдэгдэхүйц гажуудал үүссэн нуклеотидын өөрчлөгдсөн гэмтлийг засдаг явдал юм. Энэ нь өнөөг хүртэл шалгагдсан бараг бүх организмд ажиглагддаг. Uvr A, Uvr B, Uvr C (экцинуклеазууд) Uvr D (helicase) нь NER-д оролцдог хамгийн алдартай ферментүүд бөгөөд Ecoli загвар организмын ДНХ-ийн засварыг идэвхжүүлдэг. Uvr ABC олон дэд нэгжийн ферментийн цогцолбор нь Uvr A, Uvr B, Uvr C полипептидүүдийг үүсгэдэг. Дээр дурдсан полипептидүүдийн кодлогдсон генүүд нь uvr A, uvr B, uvr C юм. Uvr A ба B ферментүүд нь хэт ягаан туяаны цацрагийн улмаас пиримидин бүдгэрүүлэгч зэрэг ДНХ-ийн давхар спиральд үүссэн эвдрэлээс үүдэлтэй гажуудлыг хамтдаа хүлээн зөвшөөрдөг. Uvr A нь ATPase фермент бөгөөд энэ нь автокаталитик урвал юм. Дараа нь Uvr A нь ДНХ-ийг орхиж, харин Uvr BC цогцолбор (идэвхтэй нуклеаз) нь ATP-ээр үүсгэгдсэн гэмтлийн хоёр тал дахь ДНХ-ийг задалдаг. UvrD генээр кодлогдсон Uvr D хэмээх өөр нэг уураг нь нэг судалтай гэмтсэн ДНХ-ийн сегментийг ялгаруулж буй ДНХ-ийг задалдаг helicase II фермент юм. Энэ нь ДНХ-ийн мушгиа дахь цоорхойг үлдээдэг. Гэмтсэн сегментийг хассаны дараа ДНХ-ийн хэлхээнд 12-13 нуклеотидын цоорхой үлдэнэ. Үүнийг ДНХ полимеразын фермент I дүүргэж, никийг ДНХ лигазаар битүүмжилдэг. Энэ урвалын гурван үе шатанд ATP шаардлагатай. NER механизмыг хөхтөн амьтадтай төстэй хүмүүст бас тодорхойлж болно. Хүний биед Xeroderma pigmentosum гэж нэрлэгддэг арьсны өвчин нь хэт ягаан туяанаас үүдэлтэй ДНХ-ийн димерээс үүдэлтэй байдаг. XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, XPG генүүд нь ДНХ-ийн гэмтлийг орлуулах уураг үүсгэдэг. XPA, XPC, XPE, XPF, XPG генийн уургууд нь нуклеазын идэвхжилтэй байдаг. Нөгөөтэйгүүр, XPB болон XPD генийн уураг нь E coli дахь Uvr D-ийн аналоги хеликазын идэвхийг харуулдаг.
Зураг 01: Нуклеотидын тайралтын засвар
Тохиролгүй засвар гэж юу вэ?
Тохиролгүй засварын системийг ДНХ-ийн синтезийн үед эхлүүлдэг. Функциональ € дэд нэгжтэй байсан ч ДНХ полимераз III нь 108суурь хос тутамд буруу нуклеотидыг нийлэгжүүлэх боломжийг олгодог. Тохиромжгүй засварын уургууд нь энэ нуклеотидыг таньж, хасч, эцсийн нарийвчлалыг хариуцдаг зөв нуклеотидээр солино. ДНХ метилизаци нь MMR уургуудад шинээр нийлэгжсэн хэлхээний эх хэлхээг танихад чухал үүрэгтэй. Шинээр нийлэгжсэн хэлхээний GATC мотив дэх аденин (A) нуклеотидын метилжилт бага зэрэг хойшлогддог. Нөгөөтэйгүүр, GATC мотив дэх аденины нуклеотидын эх хэлхээ аль хэдийн метилжсэн байна. MMR уургууд нь эх хэлхээний ялгаагаар шинээр нийлэгжсэн хэлхээг таньж, метилжихээс өмнө шинээр нийлэгжсэн хэлхээнд таарахгүй байдлыг засаж эхэлдэг. MMR уургууд нь шинээр хуулбарласан ДНХ-ийн хэлхээ метилжихээс өмнө буруу нуклеотидыг арилгахад засварын үйл ажиллагааг чиглүүлдэг. Mut H, Mut L, Mut S генүүдээр кодлогдсон Mut H, Mut L, Mut S ферментүүд нь эдгээр урвалыг Эколид хурдасгадаг. Mut S уураг нь C:C-ээс бусад боломжит 8 суурь хосоос 7-г нь таньж, хоёр талт ДНХ-д таарахгүй байгаа газарт холбогддог. Холбогдсон ATP-тай Mut L ба Mut S нь дараа нь цогцолборт нэгддэг. Цогцолбор нь гемиметилжүүлсэн GATC мотивийг олох хүртэл хэдэн мянган үндсэн хосыг шилжүүлдэг. Мут Н уургийн унтаа нуклеазын идэвхжил нь гемиметилжүүлсэн GATC сэдлийг олж авмагц идэвхждэг. Энэ нь метилжүүлээгүй ДНХ-ийн хэлхээг задалж, метилгүй GATC мотивийн G нуклеотид дээр 5′ хоч үлдээдэг (шинээр нийлэгжсэн ДНХ-ийн хэлхээ). Дараа нь таарахгүй байгаа нөгөө талд байгаа ижил хэлхээг Mut H. Үлдсэн үе шатанд Uvr D a helicase уураг, Mut U, SSB болон exonuclease I-ийн хамтын үйлдэл нь нэг судалтай дахь буруу нуклеотидыг хасдаг. ДНХ. Зүсэх үед үүссэн цоорхойг ДНХ полимераз III дүүргэж, лигазагаар битүүмжилдэг. Үүнтэй төстэй системийг хулгана болон хүмүүст тодорхойлж болно. Хүний hMLH1, hMSH1, hMSH2-ийн мутаци нь бүдүүн гэдэсний эсийн хуваагдлыг сааруулдаг удамшлын полипозгүй бүдүүн гэдэсний хорт хавдарт оролцдог.
Зураг 02: Тохироогүй засвар
Тохиролгүй засвар болон нуклеотидын тайралтын засвар хоёрын ялгаа нь юу вэ?
Тохироогүй засвар ба нуклеотидын тайралтын засвар |
|
| Хуулбарлалтын дараах үед таарахгүй засварын систем үүсдэг. | Энэ нь хэт ягаан туяаны цацрагаас үүдэлтэй пиримидин димер болон химийн бодисын нөлөөллөөс үүдэлтэй бусад ДНХ-ийн гэмтлийг арилгахад оролцдог. |
| Ферментүүд | |
| Энэ нь Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB болон экзонуклеаза I-ээр катализатор болдог. | Энэ нь Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD ферментээр катализатор болдог. |
| Метилжилт | |
| Харилцаа эхлүүлэх нь чухал. | Урвалыг эхлүүлэхийн тулд ДНХ-ийн метилизаци шаардлагагүй. |
| Ферментийн үйлдэл | |
| Mut H нь эндонуклеаз. | Uvr B болон Uvr C нь экзонуклеазууд. |
| Тохиолдол | |
| Энэ нь ялангуяа хуулбарлах үед тохиолддог. | Энэ нь хэт ягаан туяа эсвэл химийн мутагенд өртөх үед тохиолддог, хуулбарлах явцад биш |
| Хамгалалт | |
| Энэ нь маш их хадгалагдсан | Энэ нь тийм ч их хадгалагдаагүй. |
| Цоорхой бөглөх | |
| Үүнийг ДНХ полимераз III хийдэг. | Үүнийг ДНХ полимераз I хийдэг. |
Тойм – Үл тохирох засвар ба нуклеотидын тайралтын засвар
Тохиролгүй засвар (MMR) ба нуклеотидын тайралтын засвар (NER) нь янз бүрийн бодисоос үүдэлтэй ДНХ-ийн гэмтэл, гажуудлыг арилгахын тулд эсэд явагддаг хоёр механизм юм. Эдгээрийг хамтдаа ДНХ-ийн засварын механизм гэж нэрлэдэг. Нуклеотидын тайралтын засвар нь өөрчлөгдсөн нуклеотидын гэмтэлийг, ихэвчлэн хэт ягаан туяаны цацраг болон химийн нэмэлт бодисын нөлөөнөөс үүдэлтэй ДНХ-ийн давхар мушгиа дахь томоохон гэмтлийг засдаг. Тохиромжгүй засварын уургууд нь буруу нуклеотидыг таньж, түүнийг ялгаж, зөв нуклеотидээр солино. Энэ процесс нь хуулбарлах үеийн нарийвчлалын эцсийн түвшинг хариуцна.
