ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างการต่อปลายแบบ nonhomologous และการทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกันคือการรวมปลายที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันเป็นเส้นทางที่ซ่อมแซมการแตกของ DNA ที่ไม่ต้องการแม่แบบที่คล้ายคลึงกันเพื่อเป็นแนวทางในการซ่อมแซม ในขณะที่การทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกันเป็นทางเดิน ที่ซ่อมแซมการแตกของสองสายใน DNA ที่ต้องใช้แม่แบบที่คล้ายคลึงกันเพื่อเป็นแนวทางในการซ่อมแซม
การซ่อมแซมดีเอ็นเอเป็นกระบวนการที่เซลล์ระบุและแก้ไขความเสียหายต่อโมเลกุลดีเอ็นเอ โดยทั่วไป กิจกรรมการเผาผลาญตามปกติและปัจจัยแวดล้อม เช่น การฉายรังสี อาจทำให้ดีเอ็นเอเสียหายได้ ปัจจัยเหล่านี้อาจส่งผลให้เกิดรอยโรคระดับโมเลกุลหลายหมื่นตัวต่อเซลล์ต่อวันเส้นทางการซ่อมแซมการแตกตัวของ DNA แบบเกลียวคู่เป็นเส้นทางการซ่อมแซม DNA ในเซลล์ทางชีววิทยา มีเส้นทางการซ่อมแซมเส้นแบ่งสองเส้นของ DNA สองทางเนื่องจากการต่อปลายที่ไม่สัมพันธ์กันและการทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกัน
การสิ้นสุดการเข้าร่วมแบบไม่สัมพันธ์กันคืออะไร
Nonhomologous end join (NHEJ) เป็นเส้นทางที่ซ่อมแซมการแตกของ DNA แบบสองสายและไม่ต้องการเทมเพลตที่คล้ายคลึงกันเพื่อเป็นแนวทางในการซ่อมแซม ทางเดินนี้ถูกค้นพบโดยมัวร์และฮาเบอร์ในปี 1966 ทางเดินนี้มักจะถูกชี้นำโดยลำดับดีเอ็นเอที่คล้ายคลึงกันสั้นๆ (ไมโครโฮโมโลจี) ซึ่งมักปรากฏอยู่ในส่วนที่ยื่นออกมาเป็นเกลียวเดี่ยวที่ปลายของรอยแยกแบบสองเกลียว เมื่อระยะยื่นเข้ากันได้ ทางเดินของ NHEJ จะซ่อมแซมเกลียวคู่ที่หักได้อย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตาม เมื่อระยะยื่นไม่เข้ากันอย่างสมบูรณ์ จะนำไปสู่การซ่อมแซมที่ไม่แม่นยำซึ่งจะทำให้สูญเสียนิวคลีโอไทด์ วิถี NHEJ ที่ไม่เหมาะสมอาจนำไปสู่การเคลื่อนย้าย การหลอมเทโลเมียร์ และลักษณะเด่นของเซลล์เนื้องอก
รูปที่ 01: สิ้นสุดการเข้าร่วมที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน
เส้นทาง NHEJ มีสามขั้นตอนหลัก: สิ้นสุดการเชื่อมโยง & ปล่อยสัญญาณ สิ้นสุดการประมวลผล และ ligation ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม โปรตีนที่เรียกว่า Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), DNA- PKcs, Ku (Ku70 & 80) มีส่วนเกี่ยวข้องกับการสิ้นสุดการเชื่อมโยง ขั้นตอนการประมวลผลขั้นสุดท้ายเกี่ยวข้องกับการกำจัดนิวคลีโอไทด์ที่ไม่ตรงกันหรือเสียหาย และการสังเคราะห์ดีเอ็นเอใหม่โดยดีเอ็นเอโพลีเมอเรส (การเติมช่องว่าง) การกำจัดนิวคลีโอไทด์ที่ไม่ตรงกันหรือเสียหายจะดำเนินการโดยนิวคลีเอสเช่นอาร์ทิมิส DNA polymerase ตระกูล X ของ Pol λ และ μ ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะทำการอุดช่องว่าง ไม่จำเป็นต้องสิ้นสุดการประมวลผลหากส่วนปลายเข้ากันได้แล้วและมีเทอร์มินี 3’ไฮดอร์ซิล หรือ 5’ฟอสเฟต นอกจากนี้ ขั้นตอนการ ligation ขั้นสุดท้ายจะดำเนินการโดย ligation complex IV ที่ประกอบด้วย DNA ligase IV และ cofactor XRCC4
การทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกันคืออะไร
การทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกัน (HDR) เป็นเส้นทางที่ซ่อมแซมการแตกของสองสายใน DNA ด้วยการใช้เทมเพลตที่คล้ายคลึงกันเพื่อเป็นแนวทางในการซ่อมแซม วิธีที่พบบ่อยที่สุดของการทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกันคือผ่านการรวมตัวใหม่ที่คล้ายคลึงกัน กลไก HDR จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมี DNA คล้ายคลึงกันในนิวเคลียส ส่วนใหญ่อยู่ในระยะ G2 และ S ของวัฏจักรเซลล์ วิถีทางชีวภาพของ HDR เริ่มต้นด้วยฟอสโฟรีเลชั่นของโปรตีนฮิสโตนที่เรียกว่า H2AX ในบริเวณที่เกิดการแบ่งสายดีเอ็นเอคู่ สิ่งนี้ดึงดูดโปรตีนอื่น ๆ ไปยังตำแหน่งที่เสียหาย จากนั้น MRN complex จะจับกับปลายที่เสียหายและป้องกันการแตกของโครโมโซม MRN complex ยังช่วยให้แตกปลายเข้าด้วยกัน ต่อมา ปลาย DNA จะถูกประมวลผลในลักษณะที่กำจัดกลุ่มสารเคมีที่ไม่จำเป็นออกไป และเกิดส่วนที่ยื่นออกมาเป็นเส้นเดียว
รูปที่ 02: การทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกัน
DNA สายเดี่ยวทุกชิ้นถูกปกคลุมด้วยโปรตีนที่เรียกว่า RPA และหน้าที่ของมันคือทำให้ DNA สายเดี่ยวมีความเสถียร หลังจากนี้ Rad51 จะเข้ามาแทนที่โปรตีน RPA นอกจากนี้ เมื่อทำงานร่วมกับ BRCA2 Rad51 จะจับคู่ชิ้นส่วน DNA เสริมที่บุกรุกสาย DNA ที่แตกสลายเพื่อสร้างแม่แบบสำหรับ DNA polymerase DNA polymerase จับกับ DNA โดยโปรตีนอื่นที่เรียกว่า PCNA ในที่สุด พอลิเมอเรสสังเคราะห์ส่วนที่ขาดหายไปของเกลียว นอกจากนี้ เมื่อเกลียวที่ขาดถูกสังเคราะห์ใหม่ เกลียวทั้งสองจะต้องแยกออกอีกครั้ง แนะนำให้ใช้แบบจำลองสำหรับการคลี่คลายหลายวิธี หลังจากแยกเกลียวแล้ว กระบวนการจะเสร็จสิ้น
ความคล้ายคลึงกันระหว่างการสิ้นสุดการเข้าร่วมที่ไม่สัมพันธ์กันและการทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกันคืออะไร
- การสิ้นสุดที่ไม่สัมพันธ์กันและการทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกันเป็นเส้นทางการซ่อมแซม DNA สองเส้นแบ่งสองเส้น
- MRN คอมเพล็กซ์มีส่วนร่วมในทั้งสองเส้นทาง
- นิวเคลียสมีส่วนร่วมในทั้งสองวิถี
- ดีเอ็นเอโพลีเมอเรสมีส่วนเกี่ยวข้องกับทั้งสองเส้นทาง
- กลไกเหล่านี้สามารถพบได้ทั้งในโปรคาริโอตและยูคาริโอต
- ทั้งสองเป็นกลไกสำคัญในการอยู่รอดของเซลล์
ความแตกต่างระหว่างการสิ้นสุดการเข้าร่วมแบบไม่สัมพันธ์กันและการทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกันคืออะไร
การสิ้นสุดที่ไม่สัมพันธ์กันเป็นเส้นทางที่ซ่อมแซมการแตกของสองสายใน DNA ที่ไม่ต้องการแม่แบบที่คล้ายคลึงกันเพื่อเป็นแนวทางในการซ่อมแซม ในขณะที่การทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกันเป็นเส้นทางที่ซ่อมแซมการแตกของสองสายใน DNA โดยใช้แม่แบบที่คล้ายคลึงกัน ดังนั้น นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างการต่อปลายที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันและการทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกัน นอกจากนี้ การรวมตัวใหม่ที่คล้ายคลึงกันไม่ได้เกี่ยวข้องกับการรวมปลายที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน ในขณะที่การรวมตัวใหม่ที่คล้ายคลึงกันนั้นเกี่ยวข้องกับการทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกัน
อินโฟกราฟิกด้านล่างแสดงความแตกต่างระหว่างการสิ้นสุดการเชื่อมต่อที่ไม่ตรงกันและการทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกันในรูปแบบตารางสำหรับการเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
Summary – การสิ้นสุดการเข้าร่วมแบบไม่สัมพันธ์กันและการทำซ้ำแบบ Homologous Direct
การซ่อมแซม DNA สามารถทำได้โดยใช้กลไกต่างๆ เช่น การย้อนกลับโดยตรง การซ่อมแซมความเสียหายของเกลียวเดี่ยว การซ่อมแซมการแตกของเกลียวคู่ และการสังเคราะห์ทรานส์ชัน การเชื่อมปลายแบบ nonhomologous และการทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกันเป็นเส้นทางการซ่อมแซม DNA double-strand breaks สองเส้น การรวมปลายที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันไม่จำเป็นต้องใช้แม่แบบที่คล้ายคลึงกันเพื่อเป็นแนวทางในการซ่อมแซม DNA การทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกันเป็นเส้นทางที่ต้องใช้แม่แบบที่คล้ายคลึงกันเพื่อเป็นแนวทางในการซ่อมแซมดีเอ็นเอ ดังนั้น นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างการสิ้นสุดการเข้าร่วมที่ไม่ตรงกันและการทำซ้ำโดยตรงที่คล้ายคลึงกัน