Unterschied Zwischen Basis-Exzisionsreparatur Und Nucleotid-Exzisionsreparatur

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 08:37

Hauptunterschied - Basis-Exzisionsreparatur vs. Nucleotid-Exzisionsreparatur

DNA wird häufig durch verschiedene interne und externe Faktoren geschädigt. 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: Nukleotid-Exzisionsreparatur (NER), Basenexzisionsreparatur (BER) und DNA-Fehlpaarungsreparatur (MMR) zur Reparatur einzelsträngiger DNA-Schäden. Der Hauptunterschied zwischen der Basenexzisionsreparatur und der Nukleotidexzisionsreparatur besteht darin, dass die Basenexzisionsreparatur ein einfaches Reparatursystem ist, das in den Zellen arbeitet, um endogen verursachte einzelne Nukleotidschäden zu reparieren, während die Nukleotidexzisionsreparatur ein komplexes Reparatursystem ist, das in den Zellen vergleichsweise repariert größere, beschädigte Regionen exogen verursacht.

INHALT

1. Übersicht und Key Difference

2. Was Basis Exzisionsreparatur ist

3. Was Reparatur Nukleotidexzisionsreparatur ist

4. Side by Side - Vergleich - Basis Exzisionsreparatur vs Nukleotidexzisionsreparatur

5. Zusammenfassung

Was ist Basis-Exzisionsreparatur?

Die Basis-Exzisionsreparatur ist die einfachste Version des DNA-Reparatursystems, über das die Zellen verfügen. Es wird verwendet, um kleinere Schäden in der DNA zu reparieren. DNA-Basen werden durch Desaminierung oder Alkylierung modifiziert. Bei Basenschäden erkennt und aktiviert die DNA-Glycosylase das Basenexzisionsreparatursystem und gewinnt es mit Hilfe der Enzyme AP-Endonuklease, DNA-Polymerase und DNA-Ligase zurück. Die folgenden Schritte sind im BER-System enthalten.

1. Erkennung und Entfernung einer falschen oder beschädigten Base durch eine DNA-Glycosylase zur Bildung einer abasischen Stelle (Stellen mit Basenverlust - apiurinische oder apyrimidinische Stellen).
2. Abasische Stelleninzision durch eine Apurin / Apyrimidin-Endonuklease
3. Entfernung des verbleibenden Zuckerfragments durch Lyase oder Phosphodiesterase
4. Lückenfüllung durch eine DNA-Polymerase
5. Versiegelung des Nick durch eine DNA-Ligase

Abbildung 01: Reparaturweg für die Basisentfernung

Was ist Nucleotid-Exzisionsreparatur?

Nucleotide Excision Repair (NER) ist ein wichtiges DNA-Exzisionsreparatursystem in Zellen. Es kann beschädigte Bereiche mit einer Länge von bis zu 30 Basen reparieren und ersetzen und wird vom unbeschädigten Schablonenstrang geleitet. Häufige DNA-Schäden treten durch ultraviolette Strahlung auf, und NER schützt die DNA, indem es diese Schäden repariert, 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 kommt in fast allen Organismen vor und erkennt Schäden, die zu erheblichen Verzerrungen der DNA-Helix führen.

Der NER-Prozess beinhaltet die Wirkung vieler Proteine wie XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, XPG, CSA, CSB usw. und verläuft über mehrere schneid- und pastenartige Mechanismen. Diese Proteine sind für den Abschluss des Reparaturprozesses wesentlich, und ein Defekt in einem der NER-Proteine ist von entscheidender Bedeutung und kann seltene rezessive Syndrome verursachen: Xeroderma pigmentosum (XP), Cockayne-Syndrom (CS) und die lichtempfindliche Form der Sprödhaarstörung Trichothiodystrophie (TTD).

Abbildung 02: Nucleotid-Exzisionsreparatur

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

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Basis-Exzisionsreparatur vs Nucleotid-Exzisionsreparatur
Base Excision Repair (BER) ist ein DNA-Reparatursystem, das in Zellen auftritt.	Die Nucleotid-Exzisionsreparatur (NER) ist eine andere Art von DNA-Reparatursystem, das in Zellen vorkommt.
DNA-Addukte erkennen
BER repariert Schäden an kleinen DNA-Addukten.	NER reparieren große DNA-Addukte.
DNA-Schäden
BER erkennt die Schäden, die keine signifikanten Verzerrungen der DNA-Helix verursachen.	NER erkennt die Schäden, die zu erheblichen Verzerrungen der DNA-Helix führen.
Ursachen von 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 beschädigte und unbeschädigte Regionen zu unterscheiden.
Eignung
BER eignet sich zur Korrektur von Einzelbasisschäden.	NER eignet sich zum Ersetzen der beschädigten Bereiche.

Zusammenfassung - Base Excision Repair vs Nucleotide Excision Repair

NER und BER sind zwei Arten von DNA-Exzisionsreparaturprozessen, die in Zellen gefunden werden. BER ist in der Lage, kleine endogen verursachte Schäden zu reparieren, während NER Schadensbereiche bis zu einer Länge von 30 Basenpaaren reparieren kann, die hauptsächlich durch exogen verursacht werden. BER unterscheidet sich von NER in den erkannten Substrattypen und im anfänglichen Spaltereignis. BER kann auch Schäden erkennen, die nicht durch signifikante Verzerrungen in der DNA-Helix verursacht wurden, während NER signifikante Verzerrungen der DNA-Helix erkennt. Dies ist der Unterschied zwischen der Reparatur der Basenexzision und der Nucleotidexzision.

Mit freundlicher Genehmigung des Bildes:

1. "Dna Repair Base Excersion en" von LadyofHats - (Public Domain) über Commons Wikimedia

2. "Eine schematische Darstellung von Modellen für den von Uvr-Proteinen kontrollierten Reparaturweg der Nukleotid-Exzision" 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) über Commons Wikimedia