Βασική διαφορά – Επιδιόρθωση βασικής εκτομής έναντι επιδιόρθωσης εκτομής νουκλεοτιδίων
Το Το DNA υποβάλλεται συχνά σε βλάβες λόγω διαφόρων εσωτερικών και εξωτερικών παραγόντων. Ωστόσο, τα συστήματα κυτταρικής επιδιόρθωσης διορθώνουν άμεσα και συνεχώς τις βλάβες πριν γίνουν μεταλλάξεις ή πριν μεταφερθούν στις επόμενες γενιές. Υπάρχουν τρεις τύποι συστημάτων επιδιόρθωσης εκτομής στα κύτταρα: επιδιόρθωση νουκλεοτιδικής εκτομής (NER), επιδιόρθωση εκτομής βάσης (BER) και επιδιόρθωση ασυμφωνίας DNA (MMR) για την αποκατάσταση βλαβών μονόκλωνου DNA. Η βασική διαφορά μεταξύ επιδιόρθωσης εκτομής βάσης και επιδιόρθωσης εκτομής νουκλεοτιδίων είναι ότι η επισκευή εκτομής βάσης είναι ένα απλό σύστημα επισκευής που λειτουργεί στα κύτταρα για να επιδιορθώσει βλάβες μεμονωμένων νουκλεοτιδίων που προκαλούνται ενδογενώς, ενώ η επιδιόρθωση της εκτομής νουκλεοτιδίου είναι ένα περίπλοκο σύστημα επισκευής που λειτουργεί στα κύτταρα για να επισκευαστεί συγκριτικά μεγαλύτερες, κατεστραμμένες περιοχές που προκαλούνται εξωγενώς.
Τι είναι η Βασική Επιδιόρθωση;
Η επιδιόρθωση της βασικής εκτομής είναι η απλούστερη έκδοση του συστήματος επιδιόρθωσης DNA που διαθέτουν τα κύτταρα. Χρησιμοποιείται για την αποκατάσταση μικροβλαβών στο DNA. Οι βάσεις DNA τροποποιούνται λόγω απαμίνωσης ή αλκυλίωσης. Όταν υπάρχουν βλάβες στη βάση, η γλυκοζυλάση DNA αναγνωρίζει και ενεργοποιεί το σύστημα επιδιόρθωσης εκτομής βάσης και το ανακτά με τη βοήθεια των ενζύμων ενδονουκλεάση ΑΡ, πολυμεράση DNA και λιγάση DNA. Τα ακόλουθα βήματα αφορούν το σύστημα BER.
- Αναγνώριση και αφαίρεση μιας λανθασμένης ή κατεστραμμένης βάσης από μια γλυκοζυλάση DNA για τη δημιουργία μιας αβασικής θέσης (θέσεις απώλειας βάσης –απιουρινικές ή απυριμιδινικές θέσεις).
- Τομή αβασικής θέσης από απουρινική/απυριμιδινική ενδονουκλεάση
- Αφαίρεση του υπολοίπου σακχάρου με λυάση ή φωσφοδιεστεράση
- Γέμισμα κενού με πολυμεράση DNA
- Σφράγιση της εγκοπής από μια λιγάση DNA
Εικόνα 01: Βασική οδός αποκατάστασης εκτομής
Τι είναι η επιδιόρθωση νουκλεοτιδικής εκτομής;
Το Nucleotide Excision Repair (NER) είναι ένα σημαντικό σύστημα επιδιόρθωσης εκτομής DNA στα κύτταρα. Είναι σε θέση να επισκευάσει και να αντικαταστήσει κατεστραμμένες περιοχές μήκους έως και 30 βάσεων και κατευθύνεται από το μη κατεστραμμένο σκέλος προτύπου. Οι κοινές βλάβες στο DNA συμβαίνουν λόγω της υπεριώδους ακτινοβολίας και το NER προστατεύει το DNA επιδιορθώνοντας αυτές τις βλάβες αμέσως πριν γίνουν μεταλλάξεις και περάσουν στις μελλοντικές γενιές ή προκαλέσουν ασθένειες. Το NER παρέχει ειδικά προστασία έναντι μεταλλάξεων που προκαλούνται έμμεσα από εξωγενείς παράγοντες όπως περιβαλλοντικούς και χημικούς καρκινογόνους παράγοντες. Το NER εμφανίζεται σχεδόν σε όλους τους οργανισμούς και αναγνωρίζει βλάβες που προκαλούν σημαντική παραμόρφωση στην έλικα του DNA.
Η διαδικασία NER περιλαμβάνει τη δράση πολλών πρωτεϊνών όπως XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, XPG, CSA, CSB, κ.λπ. και προχωρά μέσω αρκετών μηχανισμών κοπής και πάστας. Αυτές οι πρωτεΐνες είναι απαραίτητες για την ολοκλήρωση της διαδικασίας αποκατάστασης και ένα ελάττωμα σε μία από τις πρωτεΐνες NER είναι ζωτικής σημασίας και μπορεί να προκαλέσει σπάνια υπολειπόμενα σύνδρομα: ξηρόδερμα μελαγχρωματικό (XP), σύνδρομο Cockayne (CS) και τη φωτοευαίσθητη μορφή της διαταραχής εύθραυστων μαλλιών τριχοθειοδυστροφία (TTD).
Εικόνα 02: Επιδιόρθωση εκτομής νουκλεοτιδίων
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Επιδιόρθωσης Εκτομής Βάσης και Επιδιόρθωσης Εκτομής Νουκλεοτιδίων;
Επισκευή βασικής εκτομής έναντι επιδιόρθωσης εκτομής νουκλεοτιδίων |
|
| Η επιδιόρθωση βασικής εκτομής (BER) είναι ένα σύστημα επιδιόρθωσης DNA που λαμβάνει χώρα στα κύτταρα. | Η επιδιόρθωση της εκτομής νουκλεοτιδίων (NER) είναι ένας άλλος τύπος συστήματος επιδιόρθωσης DNA που βρίσκεται στα κύτταρα. |
| Αναγνώριση προσαγωγών DNA | |
| Το BER επιδιορθώνει βλάβες σε μικρά προσαγωγά DNA. | NER επιδιορθώνει μεγάλα προσαγωγά DNA. |
| Βλάβες DNA | |
| Το BER αναγνωρίζει τις βλάβες που δεν προκαλούν σημαντικές παραμορφώσεις στην έλικα του DNA. | Το NER αναγνωρίζει τις βλάβες που προκαλούν σημαντικές παραμορφώσεις στην έλικα του DNA. |
| Αιτίες βλαβών DNA | |
| Το BER επιδιορθώνει τις βλάβες που προκαλούνται από ενδογενείς μεταλλαξιογόνους παράγοντες. | Το NER επιδιορθώνει τις βλάβες που προκαλούνται από εξωγενείς μεταλλαξιογόνους παράγοντες. |
| Πολυπλοκότητα | |
| Το BER είναι το λιγότερο περίπλοκο σύστημα επισκευής | Είναι πιο περίπλοκο από το BER. |
| Ανάγκη για πρωτεΐνες | |
| Το BER δεν απαιτεί άλλες πρωτεΐνες. | Το NER απαιτεί πολλά γονιδιακά προϊόντα, ειδικά πρωτεΐνες, για τη διάκριση κατεστραμμένων και μη κατεστραμμένων περιοχών. |
| Καταλληλότητα | |
| Το BER είναι κατάλληλο για τη διόρθωση ζημιών μίας βάσης. | Το NER είναι κατάλληλο για την αντικατάσταση των κατεστραμμένων περιοχών. |
Σύνοψη – Επιδιόρθωση βασικής εκτομής έναντι επιδιόρθωσης εκτομής νουκλεοτιδίων
Το NER και το BER είναι δύο τύποι διεργασιών επιδιόρθωσης εκτομής DNA που βρίσκονται στα κύτταρα. Το BER είναι σε θέση να επιδιορθώσει μικρές βλάβες που προκαλούνται ενδογενώς, ενώ το NER είναι σε θέση να επιδιορθώσει περιοχές ζημιάς έως και μήκους 30 ζευγών βάσεων που προκαλούνται κυρίως από εξωγενή. Το BER διαφέρει από το NER στους τύπους υποστρωμάτων που αναγνωρίζονται και στο αρχικό γεγονός διάσπασης. Το BER μπορεί επίσης να αναγνωρίσει βλάβες που δεν προκλήθηκαν από σημαντικές παραμορφώσεις στην έλικα του DNA, ενώ το NER αναγνωρίζει σημαντικές παραμορφώσεις της έλικας του DNA. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ της επιδιόρθωσης εκτομής βάσης και της εκτομής νουκλεοτιδίων.
