Die Hauptunterschied zwischen der Basenexzisionsreparatur und der Nukleotidexzisionsreparatur besteht darin, dass die Der Basenexzisions-Reparaturweg korrigiert nur die beschädigten Basen, die nicht sperrige Läsionen sind, während der Nukleotid-Exzisions-Reparaturweg sperrige DNA-Addukte durch die Entfernung eines kurzen einzelsträngigen DNA-Segments zusammen mit der Läsion korrigiert. Darüber hinaus verarbeiten Basenexzisionsreparaturmechanismen hauptsächlich Modifikationen, die aufgrund von Desaminierung, Alkylierung und Oxidation auftreten. Die Nukleotidexzisionsreparatur verarbeitet jedoch hauptsächlich die durch UV-Licht induzierten DNA-Schäden, einschließlich Thymindimeren und 6, 4-Photoprodukten.

Kurz gesagt, die Basenexzisionsreparatur und die Nukleotidexzisionsreparatur sind zwei der drei Arten von Exzisionsreparaturwegen, die DNA-Schäden korrigieren. Im Allgemeinen können DNA-Schäden als Folge von Mutagenen, chemischen Mitteln oder Strahlung auftreten. Außerdem tragen sie zu zahlreichen Krankheiten und Krebs bei.

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Was ist eine Basenexzisionsreparatur?

Basenexzisionsreparatur (BER) ist einer der Exzisionsreparaturmechanismen, der kleine, nicht helixverzerrende DNA-Schäden entfernt, die durch chemische Wirkstoffe oder Mutagene verursacht werden. Daher besteht eines der wichtigsten wesentlichen Merkmale der Basisexzisionsreparatur darin, dass sie kleine Läsionen repariert. Hier beeinflusst diese Art von Läsionen die Wasserstoffbrückenbindung und die Basenpaarung komplementärer Basen in der DNA. Dabei können sie durch Fehlpaarungen zu Mutationen führen oder es kann zu DNA-Brüchen während der Replikation kommen. Im Allgemeinen sind die drei Mechanismen chemischer DNA-Schäden, die zu Veränderungen einzelner Basen führen, Alkylierung, Desaminierung und Oxidation.

Abbildung 1: Reparatur der Basisexzision

Darüber hinaus sind DNA-Glykosylasen die Enzyme, die für die Initiierung der Basenexzisionsreparatur verantwortlich sind, indem sie DNA-Schäden erkennen und eine AP-Stelle bilden, indem sie die beschädigte Base aus der Doppelhelix herausklappen. Dann schneidet die AP-Endonuklease die AP-Stelle und hinterlässt ein 3'-OH neben einem 5'-Desoxyribosephosphat (dRP). Danach kann der resultierende Einzelstrangbruch entweder als kurzer Patch verlaufen, der ein einzelnes Nukleotid ersetzt, oder als langer Patch, der 2-10 Nukleotide ersetzt. Anschließend ist pol β für die Katalyse von kurzen Patches verantwortlich, während pol δ und pol für die Katalyse langer Patches verantwortlich sind. Zum Beispiel entfernt die Flap-Endonuklease FEN1 den in den langen Patches erzeugten 5'-Flap. Schließlich versiegelt DNA-Ligase III den Nick in kurzen Patches, während die DNA-Ligase I den Nick in langen Patches versiegelt.

Was ist Nukleotid-Exzisions-Reparatur?

Nukleotidexzisionsreparatur (NER) ist ein weiterer Mechanismus der Exzisionsreparatur, der für die Entfernung von sperrigen und helixverzerrenden DNA-Schäden verantwortlich ist, die hauptsächlich durch UV-Licht verursacht werden. Im Vergleich zu BER repariert NER sperrige DNA-Addukte wie Thymin-Dimere und 6, 4-Photoprodukte. Darüber hinaus ist das Hauptmerkmal der Nukleotidexzisionsreparatur die Entfernung eines kurzen Fragments einzelsträngiger DNA im Gegensatz zu den wenigen Basen wie bei der Basenexzisionsreparatur. Schließlich synthetisiert die DNA-Polymerase das fehlende Fragment entsprechend den Basen im komplementären Strang.

Abbildung 2: Nukleotidexzisionsreparatur

Ähnlichkeiten zwischen Basenexzisionsreparatur und Nukleotidexzisionsreparatur

Unterschied zwischen Basisexzisionsreparatur und Nukleotidexzisionsreparatur

Definition

Die Basenexzisionsreparatur bezieht sich auf einen zellulären Mechanismus, der beschädigte DNA repariert, indem kleine, nicht helixverzerrende Basenläsionen aus dem Genom entfernt werden, während sich die Nukleotidexzisionsreparatur auf einen DNA-Reparaturmechanismus bezieht, der besonders wichtig für die Beseitigung von DNA-Schäden ist, die durch ultraviolettes (UV) Licht induziert werden.

Art der DNA-Schäden

Die Basenexzisionsreparatur korrigiert kleine, nicht helixverzerrende Läsionen, während die Nukleotidexzisionsreparatur voluminöse, helixverzerrende Läsionen korrigiert.

Art von DNA-Schäden – Beispiele

Basenexzisionsreparaturmechanismen verarbeiten hauptsächlich Modifikationen, die aufgrund von Desaminierung, Alkylierung und Oxidation auftreten, während die Nukleotidexzisionsreparatur hauptsächlich durch UV-Licht induzierte DNA-Schäden verarbeitet.

Art der Änderungen

Die Basenexzisionsreparatur korrigiert hauptsächlich chemische Schäden, die die Wasserstoffbrückenbindung und die regelmäßige Basenpaarung beeinträchtigen, während die Nukleotidexzisionsreparatur Thymindimere und 6, 4-Photoprodukte korrigiert.

DNA-Schäden verursacht durch

Die Basenexzisionsreparatur korrigiert Schäden, die durch endogene Mutagene verursacht werden, während die Nukleotidexzisionsreparatur die Schäden korrigiert, die durch exogene Mutagene verursacht werden.

Exzision des DNA-Schadens

DNA-Glykosylasen und AP-Endonukleasen sind für die Erkennung und Entfernung von DNA-Schäden bei der Basenexzisionsreparatur verantwortlich, während Proteine ​​wie DDB und XPC-Rad23B für die Erkennung verantwortlich sind und XPG und XPF-ERCC1 für die Entfernung von DNA-Schäden bei der Nukleotidexzisionsreparatur verantwortlich sind.

Entfernung des DNA-Schadens

Bei der Basenexzisionsreparatur werden wenige Basen entfernt, während bei der Nukleotidexzisionsreparatur ein kurzes, einzelsträngiges Fragment zusammen mit dem DNA-Schaden entfernt wird.

Krankheiten

Defekte Basen-Exzisions-Reparaturmechanismen können zur Entwicklung von Krebs beitragen, während die defekten Nukleotid-Exzisions-Reparaturmechanismen Xeroderma pigmentosum und Cockayne-Syndrom verursachen können.

Abschluss

Die Basenexzisionsreparatur ist eine Art von Exzisionsreparaturmechanismus, der für die Entfernung von DNA-Schäden verantwortlich ist, die durch chemische Agenzien und Mutagene verursacht werden. Im Allgemeinen ist diese Art von DNA-Schäden klein und nicht helixverzerrend. Um sie zu entfernen, entfernt der Reparaturmechanismus auch nur die beschädigten Basen. Andererseits ist die Nukleotidexzisionsreparatur eine andere Art von Exzisionsreparaturmechanismus, der für die Entfernung von DNA-Schäden verantwortlich ist, die hauptsächlich durch UV-Licht verursacht werden. Es handelt sich jedoch um voluminöse Läsionen, die die Helix verzerren. Auf der anderen Seite entfernt der Nukleotidexzisions-Reparaturmechanismus ein kurzes DNA-Fragment zusammen mit dem Schaden, das später von der DNA-Polymerase neu synthetisiert wird. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen der Basenexzisionsreparatur und der Nukleotidexzisionsreparatur in der Art der DNA-Schäden, die sie reparieren, und in ihren Mechanismen der DNA-Schadensreparatur.

Verweise:

1. Memisoglu, A und L Samson. „Beitrag der Basenexzisionsreparatur, Nukleotidexzisionsreparatur und DNA-Rekombination zur Alkylierungsresistenz der Spalthefe Schizosaccharomyces pombe.“ Zeitschrift für Bakteriologie vol. 182, 8 (2000): 2104-12. doi:10.1128/jb.182.8.2104-2112.2000.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „BER basic path“ Von Amazinglarry (Talk) bei en.wikipedia – Erstellt vom Autor (Public Domain) über Commons Wikimedia 2. „Nucleotide Excision Repair-journal.pbio.0040203.g001“ Von Jill O. Fuss, Priscilla K Cooper (CC BY 2.5) über Commons Wikimedia