የቁልፍ ልዩነት - አለመዛመድ ጥገና ከኑክሊዮታይድ ኤክስሲሽን ጥገና
በቀን በአስር እና በሺዎች የሚቆጠሩ የዲኤንኤ ጉዳቶች በሴል ውስጥ ይከሰታሉ። በሴሎች ላይ እንደ ማባዛት, መገልበጥ እና የሴል አዋጭነት የመሳሰሉ ለውጦችን ያመጣል. በአንዳንድ ሁኔታዎች፣ በእነዚህ የዲኤንኤ ጉዳቶች ምክንያት የሚፈጠሩ ሚውቴሽን እንደ ካንሰሮች እና ከእርጅና ጋር የተዛመዱ ሲንድረምስ (ለምሳሌ፡ ፕሮጄሪያ) ወደ አስከፊ በሽታዎች ሊመራ ይችላል። እነዚህ ጉዳቶች ምንም ቢሆኑም፣ ሴል በከፍተኛ ደረጃ የተደራጀ የዲ ኤን ኤ መጎዳት ምላሾች የተባለ የካስኬድ መጠገኛ ዘዴን ይጀምራል። በሴሉላር ሲስተም ውስጥ በርካታ የዲ ኤን ኤ ጥገና ዘዴዎች ተለይተዋል; እነዚህ ቤዝ ኤክሴሽን መጠገኛ (BER)፣ ሚዛመድ መጠገኛ (MMR)፣ ኑክሊዮታይድ ኤክሴሽን መጠገኛ (NER)፣ Double strand break repair በመባል ይታወቃሉ።የኑክሊዮታይድ ኤክሴሽን ጥገና ብዙ የሄሊክስ መዛባት ዲ ኤን ኤ ጉዳቶችን የሚያውቅ እና እነሱን የሚያስወግድ በጣም ሁለገብ ስርዓት ነው። በሌላ በኩል፣ አለመመጣጠን ጥገና በማባዛት ወቅት የተሳሳቱ መሠረቶችን ይተካል። በማይዛመድ ጥገና እና በኑክሊዮታይድ ኤክሴሽን ጥገና መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የኑክሊዮታይድ ኤክሴሽን ጥገና (NER) በ UV irradiation እና በትላልቅ ሄሊክስ ቁስሎች የተፈጠሩ የፒሪሚዲን ዲሜሮችን ለማስወገድ ጥቅም ላይ ይውላል ፣ እና አለመመጣጠን የጥገና ስርዓት የተሳሳቱ መሠረቶችን በማረም ረገድ ትልቅ ሚና ይጫወታል። በድህረ ማባዛት ወቅት ከማባዛት ኢንዛይሞች (ዲ ኤን ኤ ፖሊመሬሴ 1) አመለጠ። ከተዛማጅ መሠረቶች በተጨማሪ የኤምኤምአር ሲስተም ፕሮቲኖች ተደጋጋሚ የዲኤንኤ ቅደም ተከተሎችን በሚደጋገሙበት ጊዜ የፖሊሜራይዝ መንሸራተት ውጤቶች የሆኑትን የማስገቢያ/ስረዛ loops (IDL) መጠገን ይችላሉ።
Nucleotide Excision Repair ምንድን ነው?
በጣም የሚለየው የኑክሊዮታይድ ኤክሴሽን ጥገና በዲኤንኤ ድርብ ሄሊክስ ከፍተኛ መዛባት ምክንያት የተሻሻለውን የኑክሊዮታይድ ጉዳት መጠገን ነው።እስከ ዛሬ ድረስ በተመረመሩት ሁሉም ፍጥረታት ውስጥ ይስተዋላል። Uvr A, Uvr B, Uvr C (excinucleases) Uvr D (ሄሊኬዝ) በኤንኤር ውስጥ የተካተቱት በጣም የታወቁ ኢንዛይሞች ናቸው ይህም የኤኮሊ ሞዴል አካል ውስጥ የዲ ኤን ኤ መጠገንን ያመጣል። Uvr ABC ባለብዙ ንዑስ-ንዑሳን ኢንዛይም ኮምፕሌክስ Uvr A, Uvr B, Uvr C ፖሊፔፕቲዶችን ያመነጫል። ከላይ ለተጠቀሱት ፖሊፔፕቲዶች የተቀመጡት ጂኖች uvr A, uvr B, uvr C. Uvr A እና B ኢንዛይሞች በ UV irradiation ምክንያት እንደ ፒሪሚዲን ዲመርስ ባሉ የዲኤንኤ ድርብ ሄሊክስ ላይ የሚደርሰውን ጉዳት በጋራ ይገነዘባሉ። Uvr A ATPase ኢንዛይም ነው እና ይህ የራስ-ካታሊቲክ ምላሽ ነው። ከዚያም Uvr A ዲኤንኤውን ሲለቅ Uvr BC ውስብስብ (አክቲቭ ኒዩክላይዝ) ዲኤንኤውን ከሁለቱም በኩል በኤቲፒ ካታላይዝድ ይከፍታል። ሌላው Uvr D የሚባል ፕሮቲን በ uvrD ጂን የተቀመጠ ሄሊኬዝ II ኢንዛይም ዲኤንኤውን የሚያራግፍ ነጠላ የተበላሹ የዲ ኤን ኤ ክፍል በመለቀቁ ምክንያት ነው። ይህ በዲ ኤን ኤ ሄሊክስ ውስጥ ክፍተት ይተዋል. የተበላሸ ክፍል ከተነቀለ በኋላ ከ12-13 ኑክሊዮታይድ ክፍተት በዲ ኤን ኤ ውስጥ ይቀራል።ይህ በዲ ኤን ኤ ፖሊሜሬሴስ ኢንዛይም I የተሞላ እና ኒክ በዲ ኤን ኤ ሊጋዝ የታሸገ ነው። በዚህ ምላሽ በሦስት እርከኖች ATP ያስፈልጋል። የ NER ዘዴ በአጥቢ እንስሳት መሰል ሰዎች ውስጥም ሊታወቅ ይችላል. በሰዎች ውስጥ, Xeroderma pigmentosum ተብሎ የሚጠራው የቆዳ ሁኔታ በአልትራቫዮሌት ጨረር ምክንያት በዲ ኤን ኤ ዲመሮች ምክንያት ነው. ጂኖች ኤክስፒኤ፣ ኤክስፒቢ፣ ኤክስፒሲ፣ ኤክስፒዲ፣ ኤክስፒኢ፣ ኤክስፒኤፍ እና ኤክስፒጂ የዲኤንኤ ጉዳትን ለመተካት ፕሮቲኖችን ያመነጫሉ። የጂኖች ኤክስፒኤ፣ ኤክስፒሲ፣ ኤክስፒኢ፣ ኤክስፒኤፍ እና ኤክስፒጂ ፕሮቲኖች የኒውክሊየስ እንቅስቃሴ አላቸው። በሌላ በኩል፣ የ XPB እና XPD ጂኖች ፕሮቲኖች የሄሊኬዝ እንቅስቃሴን ያሳያሉ ይህም በ E coli ውስጥ ካለው Uvr D ጋር ተመሳሳይ ነው።
ሥዕል 01፡ ኑክሊዮታይድ ኤክሴሽን ጥገና
የማይዛመድ ጥገና ምንድነው?
የማይዛመድ የጥገና ሥርዓት የተጀመረው በዲኤንኤ ውህደት ወቅት ነው።ከተግባራዊ € ንዑስ ክፍል ጋር እንኳን፣ ዲ ኤን ኤ ፖሊመሬሴ III የተሳሳተ ኑክሊዮታይድ ለሙሽኑ በየ108ቤዝ ጥንዶች እንዲዋሃድ ያስችላል። የማይዛመድ ጥገና ፕሮቲኖች ይህንን ኑክሊዮታይድ ይገነዘባሉ, ያወጡት እና ለትክክለኛው የመጨረሻ ደረጃ ትክክለኛነት ኃላፊነት ባለው ትክክለኛው ኑክሊዮታይድ ይተካሉ. የዲኤንኤ ሜቲሊየሽን ለኤምኤምአር ፕሮቲኖች የወላጅ ፈትል አዲስ ከተሰራው ፈትል ለመለየት ወሳኝ ነው። አዲስ የተቀናጀ ፈትል በGATC ውስጥ ያለው የአዴኒን (ኤ) ኑክሊዮታይድ ሜቲላይሽን ትንሽ ዘግይቷል። በሌላ በኩል፣ በGATC motif ውስጥ ያለው የወላጅ ስትራንድ አድኒን ኑክሊዮታይድ ቀድሞውኑ ሜቲልታይድ አድርጓል። የኤምኤምአር ፕሮቲኖች አዲስ የተዋሃደውን ፈትል በዚህ ልዩነት ከወላጅ ፈትል ይገነዘባሉ እና ሚቲኤሌትድ ከመድረሱ በፊት አዲስ በተሰራ ፈትል ውስጥ አለመመጣጠን ጥገና ይጀምራሉ። የኤምኤምአር ፕሮቲኖች የጥገና ሥራቸውን ወደ የተሳሳተ ኑክሊዮታይድ ለማውጣት ይመራሉ አዲስ የተባዛው የዲ ኤን ኤ ገመዱ ሜቲልየይድ ከመድረሱ በፊት። ሙት ኤች፣ ሙት ኤል እና ሙት ኤስ በጂኖች mut H፣ mut L፣ mut ኤስ የተመሰጠሩት ኢንዛይሞች በኤኮሊ ውስጥ እነዚህን ምላሾች ያዘጋጃሉ።ሙት ኤስ ፕሮቲኖች ከሲ፡ ሲ በስተቀር ከስምንቱ መካከል ሰባቱን ይገነዘባል እና አለመመጣጠን በተከሰተበት ዲ ኤን ኤ ውስጥ ይያያዛል። በታሰሩ ኤቲፒዎች፣ Mut L እና Mut S ውስብስቡን በኋላ ይቀላቀላሉ። ውስብስቡ hemimethylated GATC motif እስኪያገኝ ድረስ ጥቂት ሺህ የመሠረት ጥንዶችን ይርቃል። የሙት ኤች ፕሮቲን የተኛ ኑክሊዮስ እንቅስቃሴ hemimethylated GATC motif ካገኘ በኋላ ይንቀሳቀሳል። ያልተለወጠውን የዲ ኤን ኤ ፈትል 5′ ኒክ በጂ ኑክሊዮታይድ ያልተቀላቀለ የGATC ሞቲፍ (አዲስ የተዋሃደ የዲ ኤን ኤ ፈትል) ይሰነጠቃል። ከዛም ከግጥሚያው ማዶ ያለው ተመሳሳይ ፈትል በ Mut H. በቀሪዎቹ እርምጃዎች የ Uvr D a helicase protein, Mut U, SSB እና exonuclease I የጋራ ድርጊቶች ነጠላ-ክር ውስጥ የተሳሳተ ኑክሊዮታይድ excise. ዲ.ኤን.ኤ. በመጥፋቱ ውስጥ የሚፈጠረው ክፍተት በዲ ኤን ኤ ፖሊሜሬሴ III የተሞላ እና በሊጋዝ የታሸገ ነው. ተመሳሳይ ስርዓት በአይጦች እና በሰዎች ውስጥ ሊታወቅ ይችላል. የሰው hMLH1፣ hMSH1 እና hMSH2 ሚውቴሽን በዘር የሚተላለፍ ያልሆነፖሊፖሲስ ኮሎን ካንሰር ውስጥ የተካተቱ ሲሆን ይህም የኮሎን ህዋሶችን የሴል ክፍፍል የሚቆጣጠር ነው።
ስእል 02፡ አለመዛመድ ጥገና
በማይዛመድ ጥገና እና በኑክሊዮታይድ ኤክስሴሽን ጥገና መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?
የማይዛመድ ጥገና vs ኑክሊዮታይድ ኤክስሲሽን ጥገና |
|
| የማይዛመድ የጥገና ስርዓት የሚከሰተው በድህረ-ድግግሞሽ ወቅት ነው። | ይህ በ U. V irradiation ምክንያት ፒሪሚዲን ዲመርስን በማንሳት እና በኬሚካል ስብጥር ምክንያት ሌሎች የዲኤንኤ ጉዳቶችን ያካትታል። |
| ኢንዛይሞች | |
| በሙት ኤስ፣ ሙት ኤል፣ ሙት ኤች፣ ኡቭር ዲ፣ ኤስኤስቢ እና exonuclease I ነው። | የሚሰራው በUvr A፣ Uvr B፣ Uvr C፣ UvrD ኢንዛይሞች ነው። |
| Methylation | |
| ምላሹን ለመጀመር ወሳኝ ነው። | ምላሹን ለመጀመር ዲኤንኤ ሜቲሊየሽን አያስፈልግም። |
| የኢንዛይሞች ድርጊት | |
| Mut H endonuclease ነው። | Uvr B እና Uvr C exonucleases ናቸው። |
| አጋጣሚ | |
| ይህ በተለይ በሚደጋገምበት ወቅት ነው። | ይህ የሚሆነው ለU. V ወይም ለኬሚካል ሚውቴጅኖች ሲጋለጥ ነው እንጂ በመድገም ወቅት አይደለም |
| መጠበቅ | |
| በጣም ተጠብቆለታል | በከፍተኛ ጥበቃ አልተደረገም። |
| ክፍተት መሙላት | |
| የሚደረገው በDNA polymerase III ነው። | የሚደረገው በDNA polymerase I. ነው |
ማጠቃለያ - የማይዛመድ ጥገና ከኑክሊዮታይድ ኤክስሲሽን ጥገና
የማይዛመድ ጥገና (ኤምኤምአር) እና ኑክሊዮታይድ ኤክሴሽን መጠገኛ (NER) በሴል ውስጥ የሚከሰቱ የዲኤንኤ ጉዳቶችን እና የተዛባ ለውጦችን በተለያዩ ወኪሎች ለማስተካከል የሚደረጉ ሁለት ዘዴዎች ናቸው። እነዚህ በጋራ የዲኤንኤ መጠገኛ ዘዴዎች ተብለው ተሰይመዋል። የኑክሊዮታይድ ኤክሴሽን ጥገና የተሻሻለውን ኑክሊዮታይድ ጉዳት ያስተካክላል፣ በተለይም እነዚያ የዲኤንኤ ድርብ ሄሊክስ ለ U. V irradiation እና ለኬሚካል ውህዶች በመጋለጥ ምክንያት የሚደርሱትን ጉልህ ጉዳቶች ያስተካክላል። የማይዛመድ ጥገና ፕሮቲኖች የተሳሳተውን ኑክሊዮታይድ ይገነዘባሉ, ያወጡት እና በትክክለኛው ኑክሊዮታይድ ይተካሉ. ይህ ሂደት በማባዛት ጊዜ ለመጨረሻው ትክክለኛነት ተጠያቂ ነው።
