Perbedaan Antara Perbaikan Mismatch Dan Perbaikan Eksisi Nukleotida

2024 Pengarang: Mildred Bawerman | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 08:39

Perbedaan Utama - Perbaikan Ketidakcocokan vs Perbaikan Eksisi Nukleotida

Puluhan dan ribuan kerusakan DNA terjadi di dalam sel setiap 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 ketidaksesuaian (MMR), perbaikan eksisi nukleotida (NER), perbaikan putus untai ganda. Perbaikan eksisi nukleotida adalah sistem yang sangat serbaguna yang mengenali lesi DNA distorsi heliks yang besar dan menghilangkannya. Di sisi lain, perbaikan ketidakcocokan menggantikan basis yang salah digabungkan 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 heliks besar yang disebabkan oleh bahan kimia tambahan sementara sistem perbaikan ketidakcocokan memainkan peran penting dalam mengoreksi basa yang salah melarikan diri 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 selip polimerase selama replikasi urutan DNA berulang.

DAFTAR ISI

1. Gambaran Umum 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 pada heliks ganda DNA. Itu diamati di hampir semua organisme yang telah diperiksa hingga saat ini. Uvr A, Uvr B, Uvr C (excinucleases) Uvr D (helikase) adalah enzim paling terkenal yang terlibat dalam NER yang memicu perbaikan DNA dalam model organisme Ecoli. Kompleks enzim multi-subunit Uvr ABC menghasilkan polipeptida Uvr A, Uvr B, Uvr C. Gen yang dikodekan untuk polipeptida tersebut adalah enzim uvr A, uvr B, uvr C. Uvr A dan B secara kolektif mengenali kerusakan yang disebabkan distorsi yang disebabkan oleh heliks ganda DNA seperti dimmer pirimidin akibat iradiasi UV. Uvr A adalah enzim ATPase dan ini merupakan reaksi autokatalitik. Kemudian Uvr A meninggalkan DNA sedangkan Uvr BC kompleks (nuklease aktif) membelah DNA di kedua sisi kerusakan yang dikatalis oleh ATP. Protein lain yang disebut Uvr D yang dikodekan oleh gen uvrD adalah enzim helikase II yang melepaskan DNA yang dihasilkan dari pelepasan segmen DNA untai tunggal yang rusak. Ini meninggalkan celah pada heliks DNA. Setelah segmen yang rusak dieksisi, celah nukleotida 12-13 tetap ada di untai DNA. Ini diisi oleh enzim DNA polimerase I dan nick ditutup oleh DNA ligase. ATP diperlukan pada tiga langkah reaksi ini. Mekanisme NER juga dapat diidentifikasi pada manusia mirip mamalia. Pada manusia, kondisi kulit yang disebut Xeroderma pigmentosum disebabkan oleh dimer DNA yang disebabkan oleh penyinaran UV. Gen XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, dan XPG menghasilkan protein untuk menggantikan kerusakan DNA. Protein dari gen XPA,XPC, XPE, XPF, dan XPG memiliki aktivitas nuclease. Di sisi lain, protein dari gen XPB dan XPD menunjukkan aktivitas helikase yang dianalogikan dengan Uvr D dalam 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 10 ⁸pasangan basa. Protein yang memperbaiki ketidakcocokan mengenali nukleotida ini, mengeluarkannya, dan menggantinya dengan nukleotida yang benar yang bertanggung jawab atas tingkat akurasi akhir. Metilasi DNA sangat penting bagi protein MMR untuk mengenali untai induk dari untai yang baru disintesis. Metilasi nukleotida adenin (A) dalam motif GATC untai yang baru disintesis sedikit tertunda. Sedangkan untai induk adenin nukleotida motif GATC sudah dimetilasi. Protein MMR mengenali untai yang baru disintesis dengan perbedaan ini dari untai induk dan memulai perbaikan ketidakcocokan pada untai yang baru disintesis sebelum dimetilasi. Protein MMR mengarahkan aktivitas perbaikannya untuk mengeluarkan nukleotida yang salah sebelum untai DNA yang baru direplikasi dimetilasi. Enzim Mut H, Mut L dan Mut S yang dikodekan oleh gen mut H, mut L,mut S mengkatalisasi reaksi ini di Ecoli. Protein Mut S mengenali tujuh dari delapan kemungkinan pasangan basa yang tidak cocok kecuali C: C, dan mengikat di lokasi ketidakcocokan dalam DNA dupleks. Dengan ATP terikat, Mut L dan Mut S bergabung dengan kompleks nanti. Kompleks tersebut mentranslokasi beberapa ribu pasangan basa sampai menemukan motif GATC hemimetilasi. Aktivitas nuklease yang tidak aktif dari protein Mut H diaktifkan setelah menemukan motif GATC hemimetilasi. Ini membelah untai DNA yang tidak termetilasi meninggalkan 5 ′ nick pada nukleotida G dari motif GATC yang tidak termetilasi (untai DNA yang baru disintesis). Kemudian untai yang sama di sisi lain dari ketidakcocokan dipotong oleh Mut H. Dalam langkah selanjutnya, tindakan kolektif Uvr D a protein helikase, Mut U, SSB dan eksonuklease Saya memotong nukleotida yang salah dalam untai tunggal DNA. Celah yang terbentuk dalam eksisi diisi oleh DNA polimerase III dan ditutup oleh ligase. Sistem serupa dapat diidentifikasi pada tikus dan manusia. Mutasi hMLH1, hMSH1, dan hMSH2 manusia terlibat dalam kanker kolon nonpolyposis herediter yang menderegulasi pembelahan sel sel usus besar.

Gambar 02: Perbaikan Ketidakcocokan

Apa perbedaan antara Perbaikan Mismatch dan Perbaikan Eksisi Nukleotida?

Artikel Diff Tengah sebelum Tabel

Perbaikan Ketidakcocokan vs Perbaikan Eksisi Nukleotida
Sistem perbaikan tidak cocok terjadi selama pasca-replikasi.	Ini terlibat dalam menghilangkan dimer pirimidin karena iradiasi UV & lesi DNA lainnya karena bahan kimia tambahan.
Enzim
Ini dikatalisasi 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 eksonuklease.
Kesempatan
Ini terjadi secara khusus selama replikasi.	Ini terjadi ketika terkena UV atau mutagen kimiawi, bukan selama replikasi
Konservasi
Itu sangat dilestarikan	Itu tidak terlalu dilestarikan.
Mengisi kerenggangan
Itu dilakukan oleh DNA polimerase III.	Itu 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 di 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 pada heliks ganda DNA yang terjadi karena paparan iradiasi UV dan bahan kimia tambahan. Protein yang memperbaiki ketidakcocokan mengenali nukleotida yang salah, mengeluarkannya, dan menggantinya dengan nukleotida yang benar. Proses ini bertanggung jawab atas tingkat akurasi akhir selama replikasi.