Az össze nem illő nukleotidok javítása

A mismatch repair egy olyan rendszer, amely a DNS- replikáció és rekombináció során , valamint bizonyos típusú DNS- károsodások következtében fellépő nukleotid- inszerciókat , hézagokat és eltéréseket észleli és javítja [1] [2] .

Maga az eltérés ténye nem teszi lehetővé a hiba kijavítását, mivel az a két DNS-alkotó szál bármelyikén megtalálható. A párosítási hibák azonban általában csak egy (leány) DNS-szálon lokalizálódnak, ami elkerüli a hiba értelmezését. A Gram-pozitív baktériumokban a DNS eredeti szála metilálódik, míg a leányszál egy ideig metilálatlan marad. A szülő- és leányszálak felismerésének mechanizmusa más prokariótákban és eukariótákban jelenleg nem tisztázott [3] . Feltételezhető, hogy a DNS leányszáluk vágásokat tartalmaz, amelyeket aztán DNS-ligáz eltávolít.

A hiba valószínűsége a DNS - replikációban 10-7-10-8 . Az össze nem illő nukleotidjavító rendszer ezt a valószínűséget 10-9 -re csökkenti [4] .

A javítási folyamat abból áll, hogy felismerjük a hibát, meghatározzuk az eredeti és a leány DNS-szálat, eltávolítjuk a hibásan bekerült nukleotidot és helyettesítjük a megfelelő nukleotiddal. Általában nem csak a rossz nukleotidot távolítják el, hanem a körülötte lévő DNS-szál egy részét is, majd a gyermekszálat a fő szálat templátként használva visszaállítják [5] .

Repair proteins

Az össze nem illő nukleotidok helyreállítása egy rendkívül konzervált folyamat, amelyet az eukarióták gyakorlatilag változatlan formában örököltek a prokariótáktól. Ezt a fajta javítást először a S. pneumoniae -ben ( HexA és HexB gének ) fedezték fel. Az E. coli további vizsgálatai lehetővé tették számos gén felfedezését, amelyek blokkolása a mutációk szintjének meredek növekedését okozza. Az ezen gének által kódolt fehérjék a javítórendszer fő aktív komponensei, és a "Mut" előtag jelöli őket: MutS, MutH és MutL (a MutS és a MutL a HexA és a HexB homológjai ).

A MutS egy dimert (MutS 2 ) képez, amely felismeri a rossz nukleotidot a leány DNS-szálon, és kötődik a hibás DNS-régióhoz. A MutH kötődik a DNS hemimetilált régiójához, de nem tesz semmit, amíg a MutL dimer (MutL 2 ), amely a MutS 2 és a MutH között közvetít, aktiválja az utóbbit, aktiválja. A DNS-hélix feltekercselve keresi a defektushoz legközelebbi metilált GATC-csoportot, amely 1000 nukleotid vagy annál nagyobb távolságra is elhelyezkedhet. A MutH elvágja a DNS leányszálát a metilált csoport közelében, és aktiválja az egyik UvrABC helikázt , amely elválasztja a leányszálat a főtől, és levágja azt a defektus régiójában, beleértve magát a hibát és a hozzá legközelebb eső nukleotidokat is. Az alkalmazott endonukleáz attól függ, hogy a defektus MutH melyik oldala (3' vagy 5') vágja el a DNS-szálat. Ha a bemetszés az 5' oldalon történik, használjon RecJ vagy ExoVII, ha a 3' oldalon, akkor ExoI. Az így létrejövő egyetlen szálat megtöltjük DNS-polimeráz III-mal, amely a fő szálat templátként használja, majd a megszakadt DNS-szálat DNS-ligázzal ligáljuk és metilázzal metiláljuk [5] .

MutS homológok

A DNS-hez kötődve a MutS 2 deformálja a hélixet, és körülbelül 20 nukleotidpárt fed le. Gyenge adenozin-trifoszfatáz tulajdonságokkal rendelkezik, és az ATP megkötésével a molekula harmadlagos szerkezetét alkotja. A röntgendiffrakciós elemzés azt mutatja, hogy a MutS molekula szerkezete rendkívül aszimmetrikus, és bár az aktív konfiguráció dimer, csak az egyik monomer lép kölcsönhatásba a hibás DNS-régióval.

Az eukariótáknak két heterodimerük van MutS homológjaként: Msh2 /Msh6 (MutSα) és Msh2 /Msh3 (MutSβ). A MutSα-t a nukleotidszálak inszerciójából vagy deléciójából származó nukleotidszubsztitúciók és kis hurkok javítására használják. A MutSβ csak hosszú hurkokat távolít el (10 vagy több nukleotid) [6] .

MutL homológok

A MutL gyenge adenozin-trifoszfatáz tulajdonságokkal is rendelkezik ( ATP -t használ a DNS-szál mentén történő mozgáshoz). Komplexet képez a MutS-sel és a MutH-val, kiterjesztve a MutS-kölcsönhatás helyét a DNS-sel.

Jegyzetek

  1. ↑ Iyer R., Pluciennik A., Burdett V., Modrich P. DNS eltérés javítása  : funkciók és mechanizmusok  // Chem Rev. : folyóirat. - 2006. - Vol. 106 , sz. 2 . - P. 302-323 . - doi : 10.1021/cr0404794 . — PMID 16464007 .
  2. ↑ Larrea AA, Lujan SA , Kunkel TA DNS mismatch repair   // Sejt . - Cell Press , 2010. - Vol. 141. sz . 4 . - 730. o . - doi : 10.1016/j.cell.2010.05.002 . — PMID 20478261 .
  3. ↑ Modrich Paul. Strand-specific Mismatch Repair in Mammalian Cells  //  Journal of Biological Chemistry. - 1997. - október 3. ( 272. évf . , 40. sz.). - P. 24727-24730 . — ISSN 0021-9258 . doi : 10.1074 / jbc.272.40.24727 . — PMID 9312062 .
  4. ↑ James A. Shapiro Evolution: A View from the 21st Century . FT Press Science, 2011, 254 p., ISBN 978-0-13-278093-3 .
  5. ↑ 1 2 Cline Susan D. , Hanawalt Philip C. Ki az első a DNS-károsodásra adott sejtválaszban?  (angol)  // Nature Reviews Molecular Cell Biology. - 2003. - május ( 4. köt. , 5. sz.). - P. 361-373 . — ISSN 1471-0072 . - doi : 10.1038/nrm1101 . — PMID 12728270 .
  6. ↑ MARRA Giancarlo , SCHÄR Primo. DNS-elváltozások felismerése az eltérést javító rendszerrel  //  Biochemical Journal. - 1999. - február 15. ( 338. évf . , 1. sz.). — 1. o . — ISSN 0264-6021 . - doi : 10.1042/0264-6021:3380001 . — PMID 9931291 .

Lásd még

Linkek

 DNS javítás
Kivágás javítás
Egyéb típusú jóvátétel
Egyéb fehérjék
Szabályozás