Unterschied zwischen Basenexzisionsreparatur und Nukleotidexzisionsreparatur

Hauptunterschied - Grundexzisionsreparatur vs. Nucleotidexzisionsreparatur

DNA wird häufig durch verschiedene innere und äußere Faktoren beschädigt. Zellreparatursysteme korrigieren die Schäden jedoch sofort und ständig, bevor sie zu Mutationen werden oder bevor sie auf nachfolgende Generationen übertragen werden. Es gibt drei Arten von Exzisionsreparatursystemen in den Zellen: Nucleotidexzisionsreparatur (NER), Basenexzisionsreparatur (BER) und DNA-Fehlpaarungsreparatur (MMR) zur Reparatur von einzelsträngigen DNA-Schäden. Der Hauptunterschied zwischen der Basenexzisionsreparatur und der Nukleotidexzisionsreparatur ist der Die Basenexzisionsreparatur ist ein einfaches Reparatursystem, das in den Zellen einzelne kernotische Schäden repariert, die endogen verursacht werden während Nukleotid-Exzisionsreparatur ist ein komplexes Reparatursystem, das in den Zellen vergleichsweise größere, geschädigte Regionen, die exogen verursacht wurden, repariert.

INHALT
1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist die Basisexzisionsreparatur?
3. Was ist Nucleotide Excision Repair?
4. Side-by-Side-Vergleich - Basisexzisionsreparatur vs. Nucleotidexzisionsreparatur
5. Zusammenfassung

Was ist die Basisexzisionsreparatur??

Die Basis-Exzisionsreparatur ist die einfachste Version des DNA-Reparatursystems, die die Zellen haben. Es wird verwendet, um kleinere Schäden in der DNA zu reparieren. DNA-Basen werden aufgrund von Desaminierung oder Alkylierung modifiziert. Bei Basenschäden erkennt und aktiviert die DNA-Glycosylase das Reparatursystem für die Exzision von Basen und gewinnt es mithilfe der Enzyme AP Endonuclease, DNA-Polymerase und DNA-Ligase zurück. Folgende Schritte sind am BER-System beteiligt.

Erkennung und Entfernung einer falschen oder beschädigten Base durch eine DNA-Glycosylase, um eine abasische Stelle zu schaffen (Stellen mit Basenverlust -apiurin- oder apyrimidinischen Stellen).
Abasischer Stellenschnitt durch eine apurinische / apyrimidinische Endonuclease
Entfernung des restlichen Zuckerfragments durch eine Lyase oder Phosphodiesterase
Lückenfüllung durch eine DNA-Polymerase
Versiegelung des Nick durch eine DNA-Ligase

Abbildung 01: Reparaturweg für die Basisexzision

Was ist Nucleotide Excision Repair??

Nucleotide Excision Repair (NER) ist ein wichtiges DNA-Exzisionsreparatursystem in Zellen. Es ist in der Lage, beschädigte Bereiche mit einer Länge von bis zu 30 Basen zu reparieren und zu ersetzen, und es wird vom unbeschädigten Schablonenstrang geleitet. Übliche DNA-Schäden treten aufgrund von ultravioletter Strahlung auf und NER schützt die DNA, indem diese Schäden repariert werden, bevor sie zu Mutationen werden und in zukünftige Generationen übergehen oder Krankheiten verursachen. NER bietet speziell Schutz vor Mutationen, die indirekt durch exogene Faktoren wie Umwelt- und chemische Karzinogene verursacht werden. NER ist in fast allen Organismen zu sehen und erkennt Schäden, die die DNA-Helix stark verzerren.

Der NER-Prozess beinhaltet die Wirkung vieler Proteine wie XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, XPG, CSA, CSB usw. und läuft über mehrere "cut and paste" -Mechanismen ab. Diese Proteine sind für den Abschluss des Reparaturprozesses unerlässlich, und ein Defekt in einem der NER-Proteine ist lebenswichtig und kann zu seltenen rezessiven Syndromen führen: Xeroderma pigmentosum (XP), Cockayne-Syndrom (CS) und der photosensitiven Form der spröden Haarstörung Trichothiodystrophie (TTD).

Abbildung 02: Reparatur der Nukleotidexzision

Was ist der Unterschied zwischen Base Excision Repair und Nucleotide Excision Repair??

Basisexzisionsreparatur vs. Nucleotidexzisionsreparatur
Basis-Exzisionsreparatur (BER) ist ein DNA-Reparatursystem, das in Zellen vorkommt.	Die Nukleotid-Exzisionsreparatur (NER) ist eine andere Art von DNA-Reparatursystem, das in Zellen gefunden wird.
DNA-Addukte erkennen
BER repariert Schäden an kleinen DNA-Addukten.	Reparieren Sie keine großen DNA-Addukte.
DNA-Schäden
Die BER erkennt die Schäden an, die keine signifikanten Verzerrungen der DNA-Helix verursachen.	NER erkennt die Schäden, die zu erheblichen Verzerrungen der DNA-Helix führen.
Ursachen für DNA-Schäden
BER repariert die durch endogene Mutagene verursachten Schäden.	NER repariert die durch exogene Mutagene verursachten Schäden.
Komplexität
BER ist das am wenigsten komplexe Reparatursystem	Es ist komplexer als BER.
Bedarf an Proteinen
BER benötigt keine anderen Proteine.	NER benötigt mehrere Genprodukte, insbesondere Proteine, um geschädigte und unbeschädigte Regionen zu unterscheiden.
Eignung
BER eignet sich für die Korrektur einzelner Basisschäden.	NER eignet sich zum Ersetzen der beschädigten Regionen.

Zusammenfassung - Basenexzisionsreparatur vs. Nucleotidexzisionsreparatur

NER und BER sind zwei Arten von DNA-Exzisionsreparaturprozessen, die in Zellen gefunden werden. BER ist in der Lage, kleine Schäden zu reparieren, die endogen verursacht werden, während NER in der Lage ist, Schadenregionen mit einer Länge von bis zu 30 Basenpaaren zu reparieren, die meistens exogen verursacht werden. BER unterscheidet sich von NER in den erkannten Substratsorten und im ersten Spaltungsereignis. BER kann auch Schäden erkennen, die nicht durch signifikante Verzerrungen der DNA-Helix verursacht wurden, während NER signifikante Verzerrungen der DNA-Helix erkennt. Dies ist der Unterschied zwischen Basenexzisionsreparatur und Nukleotidexzision.

Bildhöflichkeit:
1. “DNA-Reparatur-Basisexversion de” Von LadyofHats - (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Eine schematische Darstellung von Modellen für den durch Uvr-Proteine kontrollierten Nukleotid-Exzisions-Reparaturweg" Von Rihito Morita, Shuhei Nakane, Atsuhiro Shimada, Masao Inoue, Hitoshi Iino, Taisuke Wakamatsu, Kenji Fukui, Noriko Nakagawa, Ryoji Masui und Seiki Kuramitsu (CC BY 1.0) via Commons Wikimedia

Verweise:
1. Kim, Yun-Jeong und David M. Wilson. "Überblick über die Basisexzisionsreparatur-Biochemie." Aktuelle molekulare Pharmakologie. US National Library of Medicine, Januar 2012. Web. 14. März 2017.
2. Boer, Jan De und Jan H. J. Hoeijmakers. "Nucleotid-Exzisionsreparatur und humane Syndrome." Karzinogenese. Oxford University Press, 01. März 2000. Web. 28. März 2017
3. Hoogstraten et al. "Vielseitiger Nachweis von DNA-Schäden durch das globale Genom-Nukleotid-Exzisionsreparaturprotein XPC." Journal of Cell Science. Das Unternehmen der Biologen AG, 01. September 2008. Web. 28. März 2017

Molekularbiologie