ความแตกต่างที่สำคัญ – การซ่อมแซมการตัดตอนฐานเทียบกับการซ่อมแซมการตัดตอนนิวคลีโอไทด์
DNA มักได้รับความเสียหายเนื่องจากปัจจัยภายในและภายนอกต่างๆ อย่างไรก็ตาม ระบบการซ่อมแซมเซลลูลาร์ในทันทีและต่อเนื่องจะแก้ไขความเสียหายก่อนที่จะกลายพันธุ์หรือก่อนที่จะส่งต่อไปยังรุ่นต่อๆ ไป ระบบซ่อมแซมการตัดตอนในเซลล์มีสามประเภท: การซ่อมแซมการตัดตอนนิวคลีโอไทด์ (NER), การซ่อมแซมการตัดตอนฐาน (BER) และการซ่อมแซม DNA ไม่ตรงกัน (MMR) เพื่อซ่อมแซมความเสียหายของ DNA ที่ติดอยู่เพียงเส้นเดียว ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการซ่อมแซมการตัดตอนฐานและการซ่อมแซมการตัดตอนนิวคลีโอไทด์คือการซ่อมแซมการตัดตอนฐานเป็นระบบการซ่อมแซมอย่างง่ายที่ทำงานในเซลล์เพื่อซ่อมแซมความเสียหายของนิวคลีโอไทด์เดี่ยวที่เกิดขึ้นภายในร่างกาย ในขณะที่การซ่อมแซมการตัดตอนนิวคลีโอไทด์เป็นระบบการซ่อมแซมที่ซับซ้อนที่ทำงานในเซลล์เพื่อซ่อมแซมโดยเปรียบเทียบ บริเวณที่ใหญ่กว่าและเสียหายจากภายนอก
Base Excision Repair คืออะไร
การตัดตอนฐานเป็นระบบซ่อมแซม DNA ที่ง่ายที่สุดที่เซลล์มี มันถูกใช้เพื่อซ่อมแซมความเสียหายเล็กน้อยใน DNA เบสดีเอ็นเอถูกดัดแปลงเนื่องจากการดีอะมิเนชันหรืออัลคิเลชัน เมื่อมีความเสียหายของเบส DNA glycosylase จะรับรู้และกระตุ้นระบบการซ่อมแซมการตัดตอนฐานและกู้คืนด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์ AP endonuclease, DNA polymerase และ DNA ligase ขั้นตอนต่อไปนี้เกี่ยวข้องกับระบบ BER
- การรับรู้และการลบเบสที่ไม่ถูกต้องหรือเสียหายโดย DNA glycosylase เพื่อสร้างไซต์ abasic (ไซต์ของการสูญเสียเบส – ไซต์ apiurinic หรือ apyrimidinic)
- กรีดที่ไซต์ธรรมดาโดยเอ็นโดนิวคลีเอส apurinic/apyrimidinic
- เอาน้ำตาลที่เหลือออกด้วยไลเอสหรือฟอสโฟไดเอสเตอเรส
- เติมช่องว่างด้วย DNA polymerase
- ปิดผนึกนิคโดย DNA ligase
รูปที่ 01: เส้นทางการซ่อมแซมการตัดตอนฐาน
การซ่อมแซมการตัดตอนนิวคลีโอไทด์คืออะไร
Nucleotide Excision Repair (NER) เป็นระบบซ่อมแซมการตัด DNA ที่สำคัญในเซลล์ สามารถซ่อมแซมและเปลี่ยนพื้นที่ที่เสียหายได้ความยาวสูงสุด 30 ฐาน และกำกับโดยสายแม่แบบที่ไม่เสียหาย ความเสียหายของ DNA ทั่วไปเกิดขึ้นเนื่องจากรังสีอัลตราไวโอเลตและ NER ปกป้อง DNA โดยการซ่อมแซมความเสียหายเหล่านั้นทันทีก่อนที่จะกลายพันธุ์และส่งต่อไปยังคนรุ่นต่อไปหรือทำให้เกิดโรค NER ให้การป้องกันโดยเฉพาะต่อการกลายพันธุ์ที่เกิดจากปัจจัยภายนอก เช่น สารก่อมะเร็งในสิ่งแวดล้อมและสารเคมี NER พบได้ในสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมด และรับรู้ความเสียหายที่ก่อให้เกิดการบิดเบือนที่สำคัญในเกลียวดีเอ็นเอ
กระบวนการ NER เกี่ยวข้องกับการทำงานของโปรตีนหลายชนิด เช่น XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, XPG, CSA, CSB เป็นต้น และดำเนินการผ่านกลไกคล้ายการตัดและวางหลายแบบ โปรตีนเหล่านี้จำเป็นสำหรับกระบวนการซ่อมแซมที่เสร็จสมบูรณ์ และข้อบกพร่องในโปรตีน NER ตัวใดตัวหนึ่งมีความสำคัญและอาจทำให้เกิดอาการด้อยที่หายาก: xeroderma pigmentosum (XP), กลุ่มอาการค็อกเคน (CS) และรูปแบบไวแสงของความผิดปกติของเส้นผมเปราะ ไตรโคไธโอดีสโทรฟี (TTD).
รูปที่ 02: Nucleotide Excision Repair
ความแตกต่างระหว่าง Base Excision Repair และ Nucleotide Excision Repair คืออะไร
การตัดตอนฐานเทียบกับการซ่อมแซมการตัดตอนนิวคลีโอไทด์ |
|
| Base excision repair (BER) เป็นระบบซ่อมแซม DNA ที่เกิดขึ้นในเซลล์ | Nucleotide excision repair (NER) เป็นระบบซ่อมแซม DNA อีกประเภทหนึ่งที่พบในเซลล์ |
| รับรู้ DNA Adducts | |
| BER ซ่อมแซมความเสียหายต่อ DNA adducts ขนาดเล็ก | NER ซ่อมแซม adducts DNA ขนาดใหญ่ |
| ความเสียหายของดีเอ็นเอ | |
| BER ตระหนักถึงความเสียหายที่ไม่ก่อให้เกิดการบิดเบือนที่สำคัญกับเกลียวดีเอ็นเอ | NER ตระหนักถึงความเสียหายที่ก่อให้เกิดการบิดเบือนที่สำคัญกับเกลียวดีเอ็นเอ |
| สาเหตุของความเสียหายของดีเอ็นเอ | |
| BER ซ่อมแซมความเสียหายที่เกิดจากสารก่อกลายพันธุ์ภายในร่างกาย | NER ซ่อมแซมความเสียหายที่เกิดจากสารกลายพันธุ์จากภายนอก |
| ความซับซ้อน | |
| BER เป็นระบบการซ่อมที่ซับซ้อนน้อยที่สุด | มันซับซ้อนกว่า BER. |
| ต้องการโปรตีน | |
| BER ไม่ต้องการโปรตีนอื่น | NER ต้องการผลิตภัณฑ์จากยีนหลายชนิด โดยเฉพาะโปรตีน เพื่อเลือกปฏิบัติในพื้นที่ที่เสียหายและไม่เสียหาย |
| ความเหมาะสม | |
| BER เหมาะสำหรับแก้ไขความเสียหายฐานเดียว | NER เหมาะสำหรับเปลี่ยนพื้นที่ที่เสียหาย |
สรุป – การซ่อมแซมการตัดตอนฐานเทียบกับการซ่อมแซมการตัดตอนนิวคลีโอไทด์
NER และ BER เป็นกระบวนการซ่อมแซมการตัด DNA สองประเภทที่พบในเซลล์BER สามารถซ่อมแซมความเสียหายเล็กๆ น้อยๆ ที่เกิดจากภายนอกได้ ในขณะที่ NER สามารถซ่อมแซมบริเวณที่เสียหายได้มากถึง 30 คู่ความยาวเบสซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากภายนอก BER แตกต่างจาก NER ในประเภทพื้นผิวที่รู้จักและในเหตุการณ์ความแตกแยกเริ่มต้น BER ยังสามารถรับรู้ความเสียหายที่ไม่ได้เกิดจากการบิดเบือนที่มีนัยสำคัญในเกลียวดีเอ็นเอ ในขณะที่ NER รับรู้ถึงการบิดเบือนที่สำคัญของเกลียวดีเอ็นเอ นี่คือความแตกต่างระหว่างการซ่อมแซมการตัดตอนฐานและการตัดตอนนิวคลีโอไทด์