Diferența cheie dintre îmbinarea la capăt neomolog și repetarea directă omoloagă este că îmbinarea la capăt neomolog este o cale care repara rupturile duble catenare în ADN care nu necesită un șablon omolog pentru a ghida repararea, în timp ce repetarea directă omoloagă este o cale. care repară rupturile duble catene ale ADN-ului care necesită un șablon omolog pentru a ghida repararea.
Repararea ADN-ului este un proces prin care o celulă identifică și corectează daunele aduse moleculelor de ADN. În general, activitățile metabolice normale și factorii de mediu, cum ar fi radiațiile, pot provoca deteriorarea ADN-ului. Acești factori pot duce la zeci de mii de leziuni moleculare individuale per celulă pe zi. Căile de reparare a rupurilor cu dublu catenă ADN sunt căi de reparare a ADN-ului în celulele biologice. Există două căi de reparare a rupurilor ADN-ului dublu caten ca îmbinare la capăt neomolog și repetare directă omoloagă.
Ce este unirea finală neomologă?
Uniunea de capăt neomolog (NHEJ) este o cale care repară rupturile duble catene din ADN și nu necesită un șablon omolog pentru a ghida repararea. Această cale a fost găsită de Moore și Haber în 1966. Această cale este în mod obișnuit ghidată de secvențe scurte de ADN omoloage (microomologii) care sunt adesea prezente în proeminențe monocatenar de la capetele rupurilor dublu-catenar. Când surplonțele sunt compatibile, calea NHEJ repară firele duble rupte cu precizie. Cu toate acestea, atunci când conversiunile nu sunt perfect compatibile, aceasta duce la reparații imprecise care vor cauza pierderea de nucleotide. Calea inadecvată NHEJ poate duce la translocații, fuziuni telomere și semne distinctive ale celulelor tumorale.
Figura 01: Îmbinarea finală neomolog
Calea NHEJ are trei pași principali: legarea și legarea la capăt, procesarea finală și ligatura. La mamifere, proteinele numite Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), ADN-PKcs, Ku (Ku70 și 80) sunt implicate în legătura finală. Etapa finală de procesare implică îndepărtarea nucleotidelor nepotrivite sau deteriorate și resinteza ADN-ului de către ADN polimeraze (umplerea golurilor). Îndepărtarea nucleotidelor nepotrivite sau deteriorate este efectuată de nucleaze precum Artemis. ADN-polimerazele din familia X Pol λ și μ la mamifere realizează umplerea golurilor. Prelucrarea finală nu este necesară dacă capetele sunt deja compatibile și au terminale 3’hidorxil sau 5’fosfat. Mai mult, etapa finală de ligatură este efectuată de complexul de ligatură IV care constă din ADN ligază IV și cofactorul său XRCC4.
Ce este repetarea directă omologa?
Repetarea directă omologă (HDR) este o cale care repară rupturile duble catenare ale ADN-ului cu ajutorul unui șablon omolog pentru a ghida repararea. Cea mai comună modalitate de repetare directă omoloagă este prin recombinare omoloagă. Mecanismul HDR este posibil numai atunci când există o bucată omoloagă de ADN în nucleu, mai ales în faza G2 și S a ciclului celular. Calea biologică a HDR începe cu fosforilarea proteinei histonelor numită H2AX în zona în care are loc ruptura dublu-catenară a ADN-ului. Acest lucru atrage alte proteine în locația deteriorată. Apoi complexul MRN se leagă de capetele deteriorate și previne rupturile cromozomiale. Complexul MRN păstrează, de asemenea, capete rupte împreună. Ulterior, capetele ADN-ului sunt procesate în așa fel încât reziduurile inutile ale grupărilor chimice să fie îndepărtate și să se formeze protuberanțe cu o singură catenă.
Figura 02: Repetare directă omogenă
Fiecare bucată de ADN monocatenar este acoperită de proteina numită RPA, iar funcția sa este de a menține stabile bucățile de ADN monocatenar. După aceasta, Rad51 înlocuiește proteina RPA. Mai mult, atunci când lucrează împreună cu BRCA2, Rad51 cuplează o bucată de ADN complementară care invadează catena de ADN ruptă pentru a forma un șablon pentru ADN polimeraza. ADN-polimeraza este reținută pe ADN de o altă proteină cunoscută sub numele de PCNA. În cele din urmă, polimeraza sintetizează partea lipsă a firului rupt. În plus, atunci când șuvița ruptă este resintetizată, ambele fire trebuie să se decupleze din nou. Sunt sugerate modele pentru numeroase moduri de decuplare. După ce firele sunt separate, procesul este finalizat.
Care sunt asemănările dintre îmbinarea finală neomologă și repetarea directă omologă?
- Uniunea de capăt neomolog și repetarea directă omoloagă sunt două căi de reparare a rupturii ADN-ului dublu catenar.
- Complexul MRN este implicat în ambele căi.
- Nucleazele sunt implicate în ambele căi.
- ADN-polimerazele sunt implicate în ambele căi.
- Aceste mecanisme pot fi găsite atât la procariote, cât și la eucariote.
- Ambele sunt mecanisme cruciale pentru supraviețuirea celulelor.
Care este diferența dintre îmbinarea la capăt neomolog și repetarea directă omologă?
Imbinarea finală neomologă este o cale care repară rupturile duble catenare în ADN, care nu necesită un șablon omolog pentru a ghida repararea, în timp ce repetarea directă omoloagă este o cale care repară rupturile duble catenare în ADN folosind un șablon omolog. Astfel, aceasta este diferența cheie între îmbinarea la capăt neomolog și repetarea directă omoloagă. În plus, recombinarea omoloagă nu este implicată în îmbinarea capetelor neomoloage, în timp ce recombinarea omoloagă este implicată în repetarea directă omoloagă.
Infograficul de mai jos prezintă diferențele dintre îmbinarea la capăt neomolog și repetarea directă omoloagă în formă tabelară pentru comparație una lângă alta.
Rezumat – Unirea finală neomolog vs Repetare directă omologă
Repararea ADN-ului poate fi efectuată prin diferite mecanisme, cum ar fi inversarea directă, repararea deteriorării unui singur caten, repararea ruperilor dublelor catene și sinteza translesionului. Îmbinarea finală neomologă și repetările directe omoloage sunt două căi de reparare a ruperii ADN-ului dublu catenar. Îmbinarea capătului neomolog nu necesită un șablon omolog pentru a ghida calea de reparare a ADN-ului. Repetarea directă omologă este o cale care necesită un șablon omolog pentru a ghida repararea ADN-ului. Deci, aceasta este diferența cheie dintre îmbinarea capetelor neomoloage și repetarea directă omoloagă.
