Perbedaan Antara Perbaikan Ketidakcocokan dan Perbaikan Eksisi Nukleotida

Perbedaan Utama - Perbaikan Ketidakcocokan vs Perbaikan Eksisi Nukleotida
 

Puluhan dan ribuan kerusakan DNA terjadi di sel per hari. Ini menginduksi perubahan pada proses sel seperti replikasi, transkripsi serta kelangsungan hidup sel. Dalam beberapa kasus, mutasi yang disebabkan oleh kerusakan DNA ini dapat menyebabkan penyakit yang merusak seperti kanker dan sindrom terkait penuaan (mis: Progeria). Terlepas dari kerusakan ini, sel memulai mekanisme perbaikan kaskade yang sangat terorganisir yang disebut respons kerusakan DNA. Beberapa sistem perbaikan DNA telah diidentifikasi dalam sistem seluler; ini dikenal sebagai perbaikan eksisi dasar (BER), perbaikan ketidakcocokan (MMR), perbaikan eksisi nukleotida (NER), perbaikan kerusakan untai ganda. Perbaikan eksisi nukleotida adalah sistem yang sangat serbaguna yang mengenali lesi DNA distorsi heliks yang besar dan menghilangkannya. Di sisi lain, perbaikan ketidaksesuaian menggantikan basis yang tidak terhubung selama replikasi. Perbedaan utama antara perbaikan ketidakcocokan dan perbaikan eksisi nukleotida adalah bahwa perbaikan eksisi nukleotida (NER) digunakan untuk menghilangkan dimer pirimidin yang dibentuk oleh iradiasi UV dan lesi besar helix yang disebabkan oleh adisi kimia sedangkan sistem perbaikan ketidakcocokan memainkan peran penting dalam memperbaiki basis misincorporation yang telah lolos dari enzim replikasi (DNA polimerase 1) selama pasca-replikasi. Selain basa yang tidak cocok, protein sistem MMR juga dapat memperbaiki loop penyisipan / penghapusan (IDL) yang merupakan hasil dari slippage polimerase selama replikasi urutan DNA berulang.

ISI
1. Ikhtisar dan Perbedaan Utama
2. Apa itu Perbaikan Ketidakcocokan
3. Apa itu Perbaikan Eksisi Nukleotida
4. Perbandingan Berdampingan - Perbaikan Ketidakcocokan vs Perbaikan Eksisi Nukleotida
5. Ringkasan

Apa itu Perbaikan Eksisi Nukleotida?

Fitur yang paling menonjol dari perbaikan eksisi nukleotida adalah perbaikan kerusakan nukleotida yang dimodifikasi yang disebabkan oleh distorsi yang signifikan dalam heliks ganda DNA. Itu diamati di hampir semua organisme yang telah diperiksa hingga saat ini. Uvr A, Uvr B, Uvr C (excinucleases) Uvr D (helicase) adalah enzim paling terkenal yang terlibat dalam NER yang memicu perbaikan DNA pada model organisme Ecoli. Kompleks enzim multi-subunit Uvr ABC menghasilkan polipeptida Uvr A, Uvr B, Uvr C. Gen-gen yang disandikan untuk polipeptida yang disebutkan di atas adalah uvr A, uvr B, uvr C. Enzim Uvr A dan B secara bersama-sama mengenali kerusakan yang disebabkan oleh distorsi yang disebabkan oleh DNA helix ganda seperti dimmer pirimidin karena iradiasi UV. Uvr A adalah enzim ATPase dan ini merupakan reaksi autokatalitik. Kemudian Uvr A meninggalkan DNA sedangkan Uvr BC complex (nuclease aktif) membelah DNA di kedua sisi kerusakan yang dikatalisis oleh ATP. Protein lain yang disebut Uvr D yang dikodekan oleh gen uvrD adalah enzim helicase II yang melepaskan DNA yang dihasilkan dari pelepasan segmen DNA rusak tunggal yang terdampar. Ini meninggalkan celah pada heliks DNA. Setelah segmen yang rusak dikeluarkan, celah nukleotida 12-13 tetap berada di untai DNA. Ini diisi oleh enzim DNA polimerase I dan nick disegel oleh DNA ligase. ATP diperlukan pada tiga langkah dari reaksi ini. Mekanisme APM dapat diidentifikasi pada manusia yang mirip mamalia juga. Pada manusia, kondisi kulit yang disebut Xeroderma pigmentosum adalah karena dimer DNA yang disebabkan oleh radiasi UV. Gen XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, dan XPG menghasilkan protein untuk menggantikan kerusakan DNA. Protein gen XPA, XPC, XPE, XPF, dan XPG memiliki aktivitas nuclease. Di sisi lain, protein gen XPB dan XPD menunjukkan aktivitas helicase yang analog dengan Uvr D di E coli.

Gambar 01: Perbaikan eksisi Nukleotida

Apa itu Perbaikan Mismatch?

Sistem perbaikan ketidakcocokan dimulai selama sintesis DNA. Bahkan dengan subunit fungsional €, DNA polimerase III memungkinkan penggabungan nukleotida yang salah untuk sintesis setiap 10⁸ pasangan basa. Protein perbaikan yang tidak sesuai mengenali nukleotida ini, memotongnya dan menggantinya dengan nukleotida yang tepat yang bertanggung jawab atas tingkat akurasi terakhir. Metilasi DNA sangat penting bagi protein MMR untuk mengenali untaian induk dari untai yang baru disintesis. Metilasi nukleotida adenin (A) dalam motif GATC dari untai yang baru disintesis sedikit tertunda. Di sisi lain, untai adenin nukleotida dalam motif GATC telah dimetilasi. Protein MMR mengenali untai yang baru disintesis oleh perbedaan ini dari untai induk dan mulai memperbaiki ketidakcocokan dalam untai yang baru disintesis sebelum di metilasi. Protein MMR mengarahkan aktivitas perbaikan mereka untuk mengeluarkan nukleotida yang salah sebelum untai DNA yang baru direpetilasi dimetilasi. Enzim Mut H, Mut L dan Mut S dikodekan oleh gen mut H, mut L, mut S mengkatalisasi reaksi-reaksi ini dalam Ecoli. Protein Mut S mengenali tujuh dari delapan kemungkinan pasangan basa yang tidak cocok kecuali untuk C: C, dan mengikat di lokasi ketidakcocokan dalam DNA dupleks. Dengan ATP terikat, Mut L dan Mut S bergabung dengan kompleks nanti. Kompleks ini mentranslokasi beberapa ribu pasangan basa hingga menemukan motif GATC hemimethylated. Aktivitas nuclease aktif dari protein Mut H diaktifkan setelah ia menemukan motif GATC hemimethylated. Ini memotong untai DNA yang tidak termetilasi meninggalkan 5 'nick pada G nukleotida dari motif GATC yang tidak termetilasi (untai DNA yang baru disintesis). Kemudian untai yang sama di sisi lain ketidakcocokan dijuluki oleh Mut H. Dalam sisa langkah, aksi kolektif Uvr D protein helicase, Mut U, SSB dan exonuclease. DNA. Celah yang terbentuk dalam eksisi diisi oleh DNA polimerase III dan disegel oleh ligase. Sistem serupa dapat diidentifikasi pada tikus dan manusia. Mutasi hMLH1 manusia, hMSH1, dan hMSH2 terlibat dalam kanker usus nonpolyposis herediter yang menderegulasi pembelahan sel sel-sel usus besar.

Gambar 02: Perbaikan Ketidakcocokan

Apa perbedaan antara Perbaikan Ketidakcocokan dan Perbaikan Eksisi Nukleotida?

Perbaikan Ketidakcocokan vs Perbaikan Eksisi Nukleotida
Sistem perbaikan ketidakcocokan terjadi selama pasca-replikasi.	Ini terlibat dalam menghilangkan dimer pirimidin karena iradiasi U.V & lesi DNA lainnya karena penambahan kimia.
Enzim
Ini dikatalisis oleh Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB dan exonuclease I.	Ini dikatalisis oleh enzim Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD.
Metilasi
Sangat penting untuk memulai reaksi.	Metilasi DNA tidak diperlukan untuk memulai reaksi.
Aksi Enzim
Mut H adalah endonuklease.	Uvr B dan Uvr C adalah exonucleases.
Kesempatan
Ini terjadi secara khusus selama replikasi.	Ini terjadi ketika terkena U.V atau mutagen kimia, tidak selama replikasi
Konservasi
Sangat dilestarikan	Itu tidak sangat dilestarikan.
Mengisi kerenggangan
Ini dilakukan oleh DNA polimerase III.	Ini dilakukan oleh DNA polimerase I.

Ringkasan - Perbaikan Ketidakcocokan vs Perbaikan Eksisi Nukleotida

Perbaikan ketidakcocokan (MMR) dan perbaikan eksisi nukleotida (NER) adalah dua mekanisme yang terjadi dalam sel untuk memperbaiki kerusakan dan distorsi DNA yang disebabkan oleh berbagai agen. Ini secara kolektif disebut sebagai mekanisme perbaikan DNA. Perbaikan eksisi nukleotida memperbaiki kerusakan nukleotida yang dimodifikasi, biasanya kerusakan signifikan dari heliks ganda DNA yang terjadi karena paparan iradiasi U.V dan bahan tambahan kimia. Protein perbaikan yang tidak sesuai mengenali nukleotida yang salah, memotongnya dan menggantinya dengan nukleotida yang benar. Proses ini bertanggung jawab atas tingkat akurasi akhir selama replikasi.

Referensi:
1.Cooper, Geoffrey M. "Perbaikan DNA." Sel: Suatu Pendekatan Molekuler. Edisi ke-2. Perpustakaan Kedokteran Nasional, 01 Januari 1970. Web. 09 Maret 2017.
2. "Mekanisme dan fungsi perbaikan ketidakcocokan DNA." Penelitian sel. Perpustakaan Kedokteran Nasional A.N., n.d. Web. 09 Maret 2017.

Gambar milik:
1. "Perbaikan Eksisi Nukleotida-journal.pbio.0040203.g001" Oleh Jill O. Fuss, Priscilla K. Cooper - (CC BY 2.5) melalui Commons Wikimedia
2. "Ecoli perbaikan ketidakcocokan DNA" Oleh Kenji Fukui - (CC BY 4.0) melalui Commons Wikimedia