Dallimi kryesor midis bashkimit të skajit johomolog dhe përsëritjes së drejtpërdrejtë homologe është se bashkimi i skajit johomolog është një rrugë që riparon thyerjet e dyfishtë në ADN që nuk kërkon një shabllon homolog për të udhëhequr riparimin, ndërsa përsëritja e drejtpërdrejtë homologe është një rrugë që riparon thyerjet e dyfishta në ADN që kërkon një shabllon homolog për të udhëhequr riparimin.
Riparimi i ADN-së është një proces ku një qelizë identifikon dhe korrigjon dëmtimet në molekulat e ADN-së. Në përgjithësi, aktivitetet normale metabolike dhe faktorët mjedisorë si rrezatimi mund të shkaktojnë dëmtim të ADN-së. Këta faktorë mund të rezultojnë në dhjetëra mijëra lezione molekulare individuale për qelizë në ditë. Rrugët e riparimit të thyerjeve të dyfishta të ADN-së janë rrugë të riparimit të ADN-së në qelizat biologjike. Ekzistojnë dy rrugë riparuese të ndërprerjeve të dyfishta të ADN-së si bashkim fundor johomolog dhe përsëritje e drejtpërdrejtë homologe.
Çfarë është bashkimi në fund johomolog?
Lidhja fundore johomologjike (NHEJ) është një shteg që riparon thyerjet e dyfishtë të ADN-së dhe nuk kërkon një shabllon homolog për të udhëhequr riparimin. Kjo rrugë u gjet nga Moore dhe Haber në vitin 1966. Kjo rrugë zakonisht udhëhiqet nga sekuenca të shkurtra homologe të ADN-së (mikrohomologji) që janë shpesh të pranishme në mbingarkesat me një fije floku në skajet e thyerjeve me dy fije. Kur mbingarkesat janë të pajtueshme, shtegu NHEJ riparon me saktësi thyerjen e fijeve të dyfishta. Megjithatë, kur mbingarkesat nuk janë plotësisht të pajtueshme, kjo çon në riparim të pasaktë që do të shkaktojë humbje të nukleotideve. Rruga e papërshtatshme NHEJ mund të çojë në zhvendosje, shkrirje telomerësh dhe shenja dalluese të qelizave tumorale.
Figura 01: Lidhja fundore johomologjike
Rruga NHEJ ka tre hapa kryesorë: lidhja dhe lidhja e fundit, përpunimi i fundit dhe lidhja. Tek gjitarët, proteinat e quajtura Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), ADN-PKcs, Ku (Ku70 & 80) janë të përfshira në urën fundore. Hapi përfundimtar i përpunimit përfshin heqjen e nukleotideve të papërputhshme ose të dëmtuara dhe risintezën e ADN-së nga polimerazat e ADN-së (mbushja e boshllëqeve). Heqja e nukleotideve të papërputhshme ose të dëmtuara kryhet nga nukleaza të tilla si Artemis. Polimerazat e ADN-së të familjes X Pol λ dhe μ te gjitarët kryejnë mbushjen e boshllëkut. Përpunimi përfundimtar nuk është i nevojshëm nëse skajet janë tashmë të pajtueshme dhe kanë funde 3'hidorksil ose 5'fosfat. Për më tepër, hapi përfundimtar i lidhjes kryhet nga kompleksi i lidhjes IV që përbëhet nga ADN-ligaza IV dhe kofaktori i saj XRCC4.
Çfarë është përsëritja e drejtpërdrejtë homologe?
Përsëritja e drejtpërdrejtë homologe (HDR) është një rrugë që riparon thyerjet e dyfishtë të ADN-së me përdorimin e një shablloni homolog për të udhëhequr riparimin. Mënyra më e zakonshme e përsëritjes së drejtpërdrejtë homologe është përmes rikombinimit homolog. Mekanizmi HDR është i mundur vetëm kur ka një pjesë homologe të ADN-së në bërthamë, kryesisht në fazën G2 dhe S të ciklit qelizor. Rruga biologjike e HDR fillon me fosforilimin e proteinës së histonit të quajtur H2AX në zonën ku ndodh thyerja e dyfishtë e ADN-së. Kjo tërheq proteina të tjera në vendin e dëmtuar. Pastaj kompleksi MRN lidhet me skajet e dëmtuara dhe parandalon thyerjet kromozomale. Kompleksi MRN gjithashtu mban së bashku skajet e thyera. Më vonë, skajet e ADN-së përpunohen në atë mënyrë që të hiqen mbetjet e panevojshme të grupeve kimike dhe të formohen mbingarkesa me një fije.
Figura 02: Përsëritje e drejtpërdrejtë homologe
Çdo pjesë e ADN-së me një zinxhir mbulohet nga proteina e quajtur RPA, dhe funksioni i saj është të mbajë të qëndrueshme pjesët e ADN-së me një fije. Pas kësaj, Rad51 zëvendëson proteinën RPA. Për më tepër, kur punon së bashku me BRCA2, Rad51 bashkon një pjesë plotësuese të ADN-së që pushton vargun e thyer të ADN-së për të formuar një shabllon për polimerazën e ADN-së. Polimeraza e ADN-së mbahet në ADN nga një proteinë tjetër e njohur si PCNA. Në fund të fundit, polimeraza sintetizon pjesën e munguar të fijes së thyer. Për më tepër, kur fillesa e thyer risintetizohet, të dy fillesat duhet të shkëputen përsëri. Sugjerohen modele për mënyra të shumta shkëputjeje. Pasi fillesat janë ndarë, procesi përfundon.
Cilat janë ngjashmëritë midis lidhjes fundore johomologjike dhe përsëritjes së drejtpërdrejtë homologe?
- Lidhja johomologjike e skajit dhe përsëritja e drejtpërdrejtë homologe janë dy rrugë riparuese të thyerjeve të dyfishta të ADN-së.
- Kompleksi MRN është i përfshirë në të dyja rrugët.
- Nukleazat përfshihen në të dyja rrugët.
- Polimerazat e ADN-së përfshihen në të dyja rrugët.
- Këta mekanizma mund të gjenden si te prokariotët ashtu edhe te eukariotët.
- Ata të dy janë mekanizma vendimtarë për mbijetesën e qelizave.
Cili është ndryshimi midis lidhjes fundore johomologjike dhe përsëritjes së drejtpërdrejtë homologe?
Lidhja fundore johomologjike është një shteg që riparon thyerjet me dy fije në ADN që nuk kërkon një shabllon homolog për të udhëhequr riparimin, ndërsa përsëritja e drejtpërdrejtë homologe është një shteg që riparon thyerjet e dyvargjeve në ADN duke përdorur një shabllon homolog. Kështu, ky është ndryshimi kryesor midis bashkimit të skajit johomolog dhe përsëritjes së drejtpërdrejtë homologe. Për më tepër, rikombinimi homolog nuk përfshihet në bashkimin fundor johomolog, ndërsa rikombinimi homolog është i përfshirë në përsëritjen e drejtpërdrejtë homologe.
Infografia e mëposhtme paraqet ndryshimet midis bashkimit të skajit johomolog dhe përsëritjes së drejtpërdrejtë homologe në formë tabelare për krahasim krah për krah.
Përmbledhje – Bashkimi në fund johomolog kundrejt Përsëritjes së drejtpërdrejtë homologe
Riparimi i ADN-së mund të bëhet me mekanizma të ndryshëm si kthimi i drejtpërdrejtë, riparimi i dëmtimit të një fije, riparimi i thyerjeve me dy fije dhe sinteza e translesionit. Lidhja johomologjike e skajit dhe përsëritjet e drejtpërdrejta homologe janë dy rrugë riparimi të thyerjeve të dyfishta të ADN-së. Lidhja fundore johomologjike nuk kërkon një shabllon homolog për të udhëhequr shtegun e riparimit të ADN-së. Përsëritja e drejtpërdrejtë homologe është një rrugë që kërkon një shabllon homolog për të udhëhequr riparimin e ADN-së. Pra, ky është ndryshimi kryesor midis bashkimit fundor johomolog dhe përsëritjes së drejtpërdrejtë homologe.
