تفاوت کلیدی – ترمیم برش پایه در مقابل تعمیر برداشتن نوکلئوتید
DNA اغلب در معرض آسیب های ناشی از عوامل مختلف داخلی و خارجی قرار می گیرد. با این حال سیستم های ترمیم سلولی بلافاصله و به طور مداوم آسیب ها را قبل از تبدیل شدن به جهش یا قبل از انتقال به نسل های بعدی اصلاح می کنند. سه نوع سیستم ترمیم برش در سلول ها وجود دارد: ترمیم برش نوکلئوتیدی (NER)، ترمیم برداشتن پایه (BER) و ترمیم عدم تطابق DNA (MMR) برای ترمیم آسیب های DNA تک رشته ای. تفاوت اصلی بین ترمیم برش پایه و ترمیم برش نوکلئوتید در این است که ترمیم اکسیزیون پایه یک سیستم ترمیم ساده است که در سلول ها برای ترمیم آسیب های تک نوکلئوتیدی ناشی از درون زا کار می کند در حالی که ترمیم برش نوکلئوتیدی یک سیستم ترمیم پیچیده است که در سلول ها برای ترمیم نسبتاً کار می کند. بزرگتر، مناطق آسیب دیده ناشی از اگزوژن.
ترمیم بیس اکسیزیون چیست؟
ترمیم اکسیزیون پایه ساده ترین نسخه سیستم ترمیم DNA سلول ها است. برای ترمیم آسیب های جزئی در DNA استفاده می شود. بازهای DNA به دلیل دآمیناسیون یا آلکیلاسیون اصلاح می شوند. هنگامی که آسیب های پایه وجود دارد، DNA گلیکوزیلاز سیستم ترمیم برش پایه را شناسایی و فعال می کند و با کمک آنزیم های AP اندونوکلئاز، DNA پلیمراز و DNA لیگاز آن را بازیابی می کند. مراحل زیر در سیستم BER دخیل است.
- تشخیص و حذف یک باز نادرست یا آسیب دیده توسط یک DNA گلیکوزیلاز برای ایجاد یک سایت ابازیک (محل های از دست دادن باز – محل های آپیورینی یا آپیریمیدینیک).
- برش محل آباسیک توسط اندونوکلئاز آپورینیک/آپیریمیدینی
- حذف قطعه قند باقیمانده توسط لیاز یا فسفودی استراز
- پر کردن شکاف توسط DNA پلیمراز
- مهر و موم شدن سوراخ توسط DNA لیگاز
شکل 01: مسیر ترمیم اکسیزیون پایه
ترمیم نوکلئوتید اکسیزیون چیست؟
Nucleotide Excision Repair (NER) یک سیستم مهم ترمیم برش DNA در سلول ها است. قادر به تعمیر و جایگزینی مناطق آسیب دیده تا 30 پایه است و توسط رشته قالب سالم هدایت می شود. آسیب های معمول DNA به دلیل اشعه ماوراء بنفش رخ می دهد و NER با ترمیم این آسیب ها بلافاصله قبل از تبدیل شدن به جهش و انتقال به نسل های آینده یا ایجاد بیماری از DNA محافظت می کند. NER به طور خاص محافظت در برابر جهش های ناشی از عوامل خارجی مانند سرطان زاهای محیطی و شیمیایی را فراهم می کند. NER تقریباً در همه موجودات دیده می شود و آسیب هایی را که باعث اعوجاج قابل توجهی در مارپیچ DNA می شود تشخیص می دهد.
فرآیند NER شامل عمل بسیاری از پروتئین‌ها مانند XPA، XPB، XPC، XPD، XPE، XPF، XPG، CSA، CSB و غیره است و از طریق مکانیسم‌های برش و خمیر مانند انجام می‌شود. این پروتئین‌ها برای تکمیل فرآیند ترمیم ضروری هستند و نقص در یکی از پروتئین‌های NER حیاتی است و می‌تواند باعث ایجاد سندرم‌های مغلوب نادر شود: خشکی پوست (XP)، سندرم Cockayne (CS) و شکل حساس به نور اختلال موهای شکننده. تریکوتیودیستروفی (TTD).
شکل 02: ترمیم برداشتن نوکلئوتید
تفاوت بین Base Excision Repair و Nucleotide Excision Repair چیست؟
ترمیم برش پایه در مقابل ترمیم برش نوکلئوتیدی |
|
| ترمیم برش پایه (BER) یک سیستم ترمیم DNA است که در سلول ها رخ می دهد. | ترمیم برش نوکلئوتیدی (NER) نوع دیگری از سیستم ترمیم DNA است که در سلول ها یافت می شود. |
| شناخت ترکیب های افزایشی DNA | |
| BER آسیب های وارده به DNA کوچک را ترمیم می کند. | NER ترمیم ترکیبات افزایشی DNA بزرگ. |
| آسیب DNA | |
| BER آسیب هایی را تشخیص می دهد که باعث اعوجاج قابل توجهی در مارپیچ DNA نمی شوند. | NER آسیب هایی را که باعث اعوجاج قابل توجهی در مارپیچ DNA می شود تشخیص می دهد. |
| علل آسیب DNA | |
| BER آسیب های ناشی از جهش زاهای درون زا را ترمیم می کند. | NER آسیب های ناشی از جهش زاهای خارجی را ترمیم می کند. |
| پیچیدگی | |
| BER کمترین پیچیدگی سیستم تعمیر است | پیچیده تر از BER است. |
| نیاز به پروتئین | |
| BER به پروتئین های دیگر نیاز ندارد. | NER به چندین محصول ژنی، به ویژه پروتئین ها، برای تشخیص مناطق آسیب دیده و آسیب دیده نیاز دارد. |
| مناسب | |
| BER برای اصلاح آسیب های تک پایه مناسب است. | NER برای جایگزینی مناطق آسیب دیده مناسب است. |
خلاصه - ترمیم برش پایه در مقابل ترمیم برش نوکلئوتیدی
NER و BER دو نوع فرآیند ترمیم برش DNA هستند که در سلول ها یافت می شوند. BER قادر به ترمیم آسیب های کوچک ناشی از درون زا است در حالی که NER قادر به ترمیم نواحی آسیب تا طول 30 جفت پایه است که عمدتاً توسط اگزوژن ایجاد می شود. BER با NER در انواع بسترهای شناسایی شده و در رویداد برش اولیه متفاوت است. BER همچنین می‌تواند آسیب‌هایی را که توسط اعوجاج قابل توجهی در مارپیچ DNA ایجاد نشده‌اند تشخیص دهد در حالی که NER اعوجاج‌های قابل توجهی از مارپیچ DNA را تشخیص می‌دهد. این تفاوت بین ترمیم اکسیزیون پایه و برش نوکلئوتیدی است.
