Belangrijk verschil - Herstel van basisexcisie versus herstel van nucleotide-excisie
DNA is vaak onderhevig aan schade door verschillende interne en externe factoren. Cellulaire herstelsystemen corrigeren de schade echter onmiddellijk en constant voordat ze mutaties worden of voordat ze worden overgedragen aan volgende generaties. Er zijn drie soorten excisieherstelsystemen in de cellen: nucleotide-excisiereparatie (NER), base-excisiereparatie (BER) en DNA-mismatchreparatie (MMR) om enkelstrengs DNA-schade te herstellen. Het belangrijkste verschil tussen base-excisiereparatie en nucleotide-excisiereparatie is dat base-excisiereparatie een eenvoudig reparatiesysteem is dat in de cellen werkt om endogeen veroorzaakte schade aan één nucleotide te repareren, terwijl nucleotide-excisiereparatie een complex reparatiesysteem is dat in de cellen werkt om relatief te repareren grotere, beschadigde gebieden exogeen veroorzaakt.
Wat is Base Excision Repair?
Basisexcisiereparatie is de eenvoudigste versie van het DNA-reparatiesysteem dat de cellen hebben. Het wordt gebruikt om kleine beschadigingen in het DNA te herstellen. DNA-basen worden gemodificeerd door deaminering of alkylering. Wanneer er baseschade is, herkent en activeert DNA-glycosylase het base-excisieherstelsysteem en herstelt het met behulp van enzymen AP-endonuclease, DNA-polymerase en DNA-ligase. De volgende stappen zijn betrokken bij het BER-systeem.
- Herkenning en verwijdering van een onjuiste of beschadigde base door een DNA-glycosylase om een abasische site te creëren (sites van baseverlies -apiurinic of apyrimidinic sites).
- Abasische incisie van de plaats door een apurine/apyrimidinische endonuclease
- Verwijderen van het resterende suikerfragment door een lyase of fosfodiësterase
- Gap-vulling door een DNA-polymerase
- Verzegeling van de nick door een DNA-ligase
Figuur 01: Herstelpad voor basisexcisie
Wat is nucleotide-excisieherstel?
Nucleotide-excisieherstel (NER) is een belangrijk DNA-excisieherstelsysteem in cellen. Het is in staat om beschadigde gebieden met een lengte tot 30 basen te repareren en te vervangen en wordt geleid door de onbeschadigde sjabloonstreng. Veelvoorkomende DNA-schade wordt veroorzaakt door ultraviolette straling en NER beschermt DNA door deze schade te herstellen onmiddellijk voordat ze mutaties worden en overgaan in toekomstige generaties of ziekten veroorzaken. NER biedt specifiek bescherming tegen mutaties die indirect worden veroorzaakt door exogene factoren zoals milieu- en chemische kankerverwekkende stoffen. NER wordt in bijna alle organismen gezien en herkent schade die aanzienlijke vervorming in de DNA-helix veroorzaakt.
Het NER-proces omvat de werking van veel eiwitten zoals XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, XPG, CSA, CSB, enz. en verloopt via verschillende knip- en plakmechanismen. Die eiwitten zijn essentieel voor de voltooiing van het herstelproces, en een defect in een van de NER-eiwitten is van vitaal belang en kan zeldzame recessieve syndromen veroorzaken: xeroderma pigmentosum (XP), Cockayne-syndroom (CS) en de lichtgevoelige vorm van de broze haaraandoening trichothiodystrofie (TTD).
Figuur 02: Nucleotide-excisieherstel
Wat is het verschil tussen base-excisieherstel en nucleotide-excisieherstel?
Basisexcisiereparatie versus nucleotide-excisiereparatie |
|
| Base excisieherstel (BER) is een DNA-reparatiesysteem dat in cellen voorkomt. | Nucleotide-excisieherstel (NER) is een ander type DNA-herstelsysteem dat in cellen wordt aangetroffen. |
| Herkennen van DNA-adducten | |
| BER herstelt schade aan kleine DNA-adducten. | NER repareert grote DNA-adducten. |
| DNA-schade | |
| BER erkent de schade die geen significante vervormingen aan de DNA-helix veroorzaakt. | NER erkent de schade die aanzienlijke vervormingen aan de DNA-helix veroorzaakt. |
| Oorzaken van DNA-schade | |
| BER herstelt de schade veroorzaakt door endogene mutagenen. | NER herstelt de schade veroorzaakt door exogene mutagenen. |
| Complexiteit | |
| BER is het minst complexe reparatiesysteem | Het is complexer dan BER. |
| Eiwitten nodig | |
| BER vereist geen andere eiwitten. | NER vereist verschillende genproducten, vooral eiwitten, om beschadigde en onbeschadigde regio's te onderscheiden. |
| Geschiktheid | |
| BER is geschikt voor het corrigeren van enkelvoudige basisschade. | NER is geschikt om de beschadigde gebieden te vervangen. |
Samenvatting – Herstel van basisexcisie versus herstel van nucleotide-excisie
NER en BER zijn twee soorten DNA-excisieherstelprocessen die in cellen worden aangetroffen. BER kan kleine schade herstellen die endogeen is veroorzaakt, terwijl NER schadegebieden tot 30 basenparen kan repareren, meestal veroorzaakt door exogeen. BER verschilt van NER in de typen substraten die worden herkend en in de initiële splitsingsgebeurtenis. BER kan ook schade herkennen die niet is veroorzaakt door significante vervormingen in de DNA-helix, terwijl NER significante vervormingen van de DNA-helix herkent. Dit is het verschil tussen base-excisieherstel en nucleotide-excisie.
