Rozdíl mezi opravou excizí bází a opravou excizí nukleotidů

Klíčový rozdíl - Oprava základní excize vs Oprava nukleotidové excize
 

DNA je často vystavena poškození v důsledku různých vnitřních a vnějších faktorů. Buněčné opravné systémy však okamžitě a trvale opravují poškození dříve, než se stanou mutacemi nebo před jejich přenesením na další generace. V buňkách jsou tři typy systémů pro opravu excize: nukleotidová excize (NER), oprava excize na základně (BER) a oprava neshody DNA (MMR) pro opravu poškození jednovláknové DNA. Klíčový rozdíl mezi opravou excize bází a opravou exprese nukleotidu je to Oprava excize bází je jednoduchý opravný systém, který v buňkách pracuje na opravě poškození jednoho nukleotidu způsobeného endogenně zatímco Oprava exprese nukleotidů je komplexní opravný systém, který v buňkách pracuje na opravě poměrně větších poškozených oblastí způsobených exogenně.

OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je základní oprava excise
3. Co je Nucleotide Excision Repair
4. Srovnání bok po boku - Oprava základní excize vs Oprava nukleotidové excize
5. Shrnutí

Co je základní oprava excise?

Oprava základní excize je nejjednodušší verze systému opravy DNA, který buňky mají. Používá se k opravě drobných poškození DNA. DNA báze jsou modifikovány v důsledku deaminace nebo alkylace. Pokud dojde k poškození báze, DNA glykosyláza rozpoznává a aktivuje systém pro opravu excize báze a obnovuje jej pomocí enzymů endonukleázy AP, DNA polymerázy a DNA ligázy. Následující kroky jsou zapojeny do systému BER.

1. Rozpoznání a odstranění nesprávné nebo poškozené báze DNA glykosylázou za vytvoření abasického místa (místa ztráty báze - apiurinická nebo apyrimidinová místa).
2. Řez na abasickém místě apurinickou / apyrimidinickou endonukleázou
3. Odstranění zbývajícího cukerného fragmentu lyázou nebo fosfodiesterázou
4. Mezera vyplnění DNA polymerázou
5. Utěsnění nicku DNA ligázou

Obrázek 01: Základní cesta opravy excize

Co je Nucleotide Excision Repair?

Nukleotidová excizní oprava (NER) je důležitý systém pro excizi DNA v buňkách. Je schopen opravit a vyměnit poškozené oblasti až do délky 30 bází a je vedena nepoškozeným vláknem šablony. K běžným poškozením DNA dochází v důsledku ultrafialového záření a NER chrání DNA opravou těchto poškození bezprostředně před mutací a předáním budoucím generacím nebo způsobením nemocí. NER konkrétně poskytuje ochranu proti mutacím způsobeným nepřímo exogenními faktory, jako jsou environmentální a chemické karcinogeny. NER je vidět téměř ve všech organismech a rozpoznává poškození, která způsobují významné zkreslení v šroubovice DNA.

Proces NER zahrnuje činnost mnoha proteinů, jako jsou XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, XPG, CSA, CSB atd. A probíhá prostřednictvím několika mechanismů typu cut and paste-like. Tyto proteiny jsou nezbytné pro dokončení procesu opravy a vada jednoho z NER proteinů je nezbytná a může způsobit vzácné recesivní syndromy: xeroderma pigmentosum (XP), Cockayneův syndrom (CS) a fotocitlivá forma křehké vlasové poruchy trichothiodystrofie (TTD).

Obrázek 02: Oprava excize nukleotidů

Jaký je rozdíl mezi opravou excise excise a opravou exprese nukleotidů?

Oprava vyříznutí základu vs Oprava vyříznutí nukleotidu
Oprava základní excize (BER) je systém opravy DNA, který se vyskytuje v buňkách.	Nukleotidová excizní oprava (NER) je další typ DNA opravného systému, který se nachází v buňkách.
Rozpoznání DNA aduktů
BER opravuje poškození malých aduktů DNA.	NER opravuje velké adukty DNA.
Poškození DNA
BER rozpoznává škody, které nezpůsobují významné zkreslení šroubovice DNA.	NER rozpoznává škody, které způsobují významné zkreslení šroubovice DNA.
Příčiny poškození DNA
BER opravuje škody způsobené endogenními mutageny.	NER opravuje škody způsobené exogenními mutageny.
Složitost
BER je nejméně složitý systém oprav	Je složitější než BER.
Potřeba proteinů
BER nevyžaduje jiné proteiny.	NER vyžaduje několik genových produktů, zejména proteinů, k rozlišování poškozených a nepoškozených oblastí.
Vhodnost
BER je vhodný pro nápravu poškození jedné základny.	NER je vhodný pro výměnu poškozených oblastí.

Shrnutí - Oprava základní excise vs Oprava nukleotidové excise

NER a BER jsou dva typy DNA excizních opravných procesů nalezených v buňkách. BER je schopen opravit malá poškození způsobená endogenně, zatímco NER je schopen opravit poškozené oblasti až do délky 30 párů bází způsobené většinou exogenně. BER se liší od NER v rozpoznávaných substrátech typů a v počátečním štěpení. BER také dokáže rozpoznat poškození, která nebyla způsobena významnými deformacemi v helixu DNA, zatímco NER rozpoznává významné deformace helixu DNA. Toto je rozdíl mezi opravou excize bází a excizí nukleotidů.

Obrázek se svolením:
1. „Dna repair base excersion en“ od LadyofHats - (Public Domain) přes Commons Wikimedia
2. „Schematické znázornění modelů pro cestu excize excize nukleotidů řízené proteiny Uvr“ Rihito Morita, Shuhei Nakane, Atsuhiro Shimada, Masao Inoue, Hitoshi Iino, Taisuke Wakamatsu, Kenji Fukui, Noriko Nakagawa, Ryoji Masui a Seiki Kuramitsu - (CC BY 1.0) prostřednictvím Commons Wikimedia

Reference:
1. Kim, Yun-Jeong a David M. Wilson. "Přehled biochemie oprava excise excision." Současná molekulární farmakologie. US National Library of Medicine, leden 2012. Web. 14. března 2017.
2. Boer, Jan De a Jan H.J. Hoeijmakers. "Nukleotidové excizní opravy a lidské syndromy." Karcinogeneze. Oxford University Press, 1. 3. 2000. Web. 28. března 2017
3. Hoogstraten et al. "Všestranná detekce poškození DNA globálním genomovým nukleotidovým excizním opravným proteinem XPC." Journal of Cell Science. Společnost Biologists Ltd, 1. září 2008. Web. 28. března 2017