Ոչ հոմոլոգ վերջի միացման և հոմոլոգ ուղիղ կրկնության միջև հիմնական տարբերությունն այն է, որ ոչ հոմոլոգ վերջի միացումը ուղի է, որը վերականգնում է ԴՆԹ-ի կրկնակի շղթայի ճեղքերը, որոնք չեն պահանջում հոմոլոգ ձևանմուշ՝ ուղղորդելու համար, մինչդեռ հոմոլոգ ուղիղ կրկնությունը ուղի է: որը վերականգնում է ԴՆԹ-ի կրկնակի շղթայի ճեղքերը, որոնք պահանջում են հոմոլոգ ձևանմուշ՝ ուղղորդելու վերանորոգումը:
ԴՆԹ-ի վերականգնումը գործընթաց է, որտեղ բջիջը նույնացնում և ուղղում է ԴՆԹ-ի մոլեկուլներին հասցված վնասները: Ընդհանուր առմամբ, նորմալ նյութափոխանակության գործունեությունը և շրջակա միջավայրի գործոնները, ինչպիսիք են ճառագայթումը, կարող են առաջացնել ԴՆԹ-ի վնաս: Այս գործոնները կարող են հանգեցնել օրական տասնյակ հազարավոր անհատական մոլեկուլային վնասվածքների մեկ բջջի վրա:ԴՆԹ-ի կրկնակի շղթայի ճեղքերի վերականգնման ուղիները ԴՆԹ-ի վերականգնման ուղիներն են կենսաբանական բջիջներում: Գոյություն ունեն ԴՆԹ-ի կրկնակի շղթայական ճեղքերի վերանորոգման ուղիներ՝ որպես ոչ հոմոլոգ վերջի միացում և հոմոլոգ ուղղակի կրկնություն:
Ի՞նչ է ոչ հոմոոլոգիական վերջնական միացումը:
Ոչ հոմոլոգ վերջի միացումը (NHEJ) ուղի է, որը վերականգնում է ԴՆԹ-ի կրկնակի շղթայի ճեղքերը և չի պահանջում հոմոլոգ ձևանմուշ՝ ուղղորդելու վերանորոգումը: Այս ուղին գտել են Մուրը և Հաբերը 1966թ.-ին: Այս ուղին սովորաբար առաջնորդվում է կարճ հոմոլոգ ԴՆԹ-ի հաջորդականությամբ (միկրոհոմոլոգիաներ), որոնք հաճախ առկա են երկշղթաների ճեղքերի ծայրերի միաշղթա ելուստներում: Երբ ելուստները համատեղելի են, NHEJ ուղին ճշգրտորեն վերանորոգում է կրկնակի թելերի կոտրվածքը: Այնուամենայնիվ, երբ ծայրամասերը լիովին համատեղելի չեն, դա հանգեցնում է ոչ ճշգրիտ վերանորոգման, որը կհանգեցնի նուկլեոտիդների կորստի: Անհամապատասխան NHEJ ուղին կարող է հանգեցնել տրանսլոկացիաների, տելոմերների միաձուլման և ուռուցքային բջիջների բնորոշ նշանների:
Գծապատկեր 01. Ոչ հոմոլոգ վերջի միացում
NHEJ ուղին ունի երեք հիմնական քայլ՝ վերջի կապում և կապում, վերջի մշակում և կապում: Կաթնասունների մոտ Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), DNA-PKcs, Ku (Ku70 & 80) կոչվող սպիտակուցները մասնակցում են վերջնական կամրջմանը: Վերջնական մշակման փուլը ներառում է անհամապատասխան կամ վնասված նուկլեոտիդների հեռացում և ԴՆԹ պոլիմերազների կողմից ԴՆԹ-ի վերասինթեզ (բացթողում): Անհամապատասխան կամ վնասված նուկլեոտիդների հեռացումն իրականացվում է այնպիսի նուկլեազների միջոցով, ինչպիսին է Արտեմիսը: Կաթնասունների մեջ X ընտանիքի ԴՆԹ պոլիմերազները Pol λ և μ իրականացնում են բացը լրացնելը: Վերջնական մշակումն անհրաժեշտ չէ, եթե ծայրերն արդեն համատեղելի են և ունեն 3'հիդորքսիլ կամ 5'ֆոսֆատ եզրեր: Ավելին, կապակցման վերջնական փուլն իրականացվում է կապակցման IV համալիրով, որը բաղկացած է ԴՆԹ-ի լիգազ IV-ից և դրա կոֆակտոր XRCC4-ից:
Ի՞նչ է հոմոլոգ ուղղակի կրկնությունը:
Հոմոլոգ ուղղակի կրկնությունը (HDR) ուղի է, որը վերականգնում է ԴՆԹ-ի կրկնակի շղթայի ճեղքերը՝ օգտագործելով հոմոլոգ ձևանմուշ՝ ուղղորդելու վերանորոգումը: Հոմոլոգ ուղղակի կրկնության ամենատարածված ձևը հոմոլոգ վերահամակցումն է: HDR մեխանիզմը հնարավոր է միայն այն դեպքում, երբ միջուկում կա ԴՆԹ-ի հոմոլոգ կտոր, հիմնականում բջջային ցիկլի G2 և S փուլում: HDR-ի կենսաբանական ուղին սկսվում է H2AX կոչվող հիստոնային սպիտակուցի ֆոսֆորիլացմամբ այն տարածքում, որտեղ տեղի է ունենում ԴՆԹ-ի կրկնակի շղթայի ճեղքվածք: Սա ներգրավում է այլ սպիտակուցներ դեպի վնասված տեղը: Այնուհետև MRN համալիրը կապվում է վնասված ծայրերին և կանխում քրոմոսոմային ընդմիջումները: MRN համալիրը նաև պահպանում է կոտրված ծայրերը միասին: Հետագայում ԴՆԹ-ի ծայրերը մշակվում են այնպես, որ քիմիական խմբերի ավելորդ մնացորդները հեռացվում են, և առաջանում են միաշղթա ելուստներ։
Նկար 02. Հոմոլոգ ուղղակի կրկնություն
Միաշղթա ԴՆԹ-ի յուրաքանչյուր կտոր ծածկված է RPA կոչվող սպիտակուցով, և նրա գործառույթը միաշղթա ԴՆԹ-ի կտորները կայուն պահելն է: Սրանից հետո Rad51-ը փոխարինում է ՀՀԿ սպիտակուցին։ Ավելին, BRCA2-ի հետ համատեղ աշխատելիս Rad51-ը միացնում է լրացուցիչ ԴՆԹ-ի մի կտոր, որը ներխուժում է կոտրված ԴՆԹ շղթա՝ ձևավորելով ԴՆԹ պոլիմերազի ձևանմուշ: ԴՆԹ պոլիմերազը ԴՆԹ-ի վրա պահվում է մեկ այլ սպիտակուցի միջոցով, որը հայտնի է որպես PCNA: Ի վերջո, պոլիմերազը սինթեզում է կոտրված շղթայի բացակայող մասը: Ավելին, երբ կոտրված շարանը վերասինթեզվում է, երկու թելերը նորից պետք է անջատվեն: Առաջարկվում են մոդելներ անջատման բազմաթիվ եղանակների համար: Շերտերի առանձնացումից հետո գործընթացը ավարտված է։
Որո՞նք են նմանությունները ոչ հոմոլոգային վերջի միացման և հոմոլոգ ուղղակի կրկնության միջև:
- Ոչ հոմոլոգ վերջի միացումը և հոմոլոգ ուղիղ կրկնությունը ԴՆԹ-ի կրկնակի շղթայի ճեղքերի վերականգնման երկու ուղիներ են:
- MRN համալիրը ներգրավված է երկու ուղիներում:
- Նուկլեազները ներգրավված են երկու ուղիներում:
- ԴՆԹ պոլիմերազները ներգրավված են երկու ուղիներում:
- Այս մեխանիզմները կարելի է գտնել ինչպես պրոկարիոտներում, այնպես էլ էուկարիոտներում:
- Դրանք երկուսն էլ բջիջների գոյատևման կարևոր մեխանիզմներ են:
Ո՞րն է տարբերությունը ոչ հոմոլոգային վերջի միացման և հոմոլոգ ուղղակի կրկնության միջև:
Ոչ հոմոլոգ վերջի միացումը ուղի է, որը վերականգնում է ԴՆԹ-ի կրկնակի շղթաների ճեղքերը, որոնք չեն պահանջում հոմոլոգ ձևանմուշ՝ ուղղորդելու համար, մինչդեռ հոմոլոգ ուղղակի կրկնությունը ուղի է, որը վերականգնում է ԴՆԹ-ի կրկնակի շղթայի ճեղքերը՝ օգտագործելով հոմոլոգ ձևանմուշ: Այսպիսով, սա հիմնական տարբերությունն է ոչ հոմոլոգ վերջի միացման և հոմոլոգ ուղղակի կրկնության միջև: Ավելին, հոմոլոգ ռեկոմբինացիան ներգրավված չէ ոչ հոմոլոգ վերջի միացման մեջ, մինչդեռ հոմոլոգ վերակոմբինացիան ներգրավված է հոմոլոգ ուղղակի կրկնության մեջ:
Ստորև բերված ինֆոգրաֆիկան ներկայացնում է տարբերությունները ոչ հոմոլոգ վերջի միացման և հոմոլոգ ուղիղ կրկնության միջև աղյուսակային տեսքով՝ կողք կողքի համեմատելու համար:
Ամփոփում – Անհոմոլոգ ավարտի միացում ընդդեմ հոմոլոգ ուղղակի կրկնության
ԴՆԹ-ի վերականգնումը կարող է իրականացվել տարբեր մեխանիզմներով, ինչպիսիք են՝ ուղղակի հակադարձումը, մեկ շղթայի վնասի վերականգնումը, կրկնակի շղթայի ճեղքերի վերականգնումը և տրանսլեսիայի սինթեզը: Ոչ հոմոլոգ վերջի միացումը և հոմոլոգ ուղիղ կրկնությունները ԴՆԹ-ի կրկնակի շղթայի ճեղքերի վերականգնման ուղիներն են: Ոչ հոմոլոգ վերջի միացումը չի պահանջում հոմոլոգ ձևանմուշ՝ ԴՆԹ-ի վերականգնման ուղին առաջնորդելու համար: Հոմոլոգ ուղղակի կրկնությունը մի ուղի է, որը պահանջում է հոմոլոգ ձևանմուշ՝ ԴՆԹ-ի վերականգնումը ուղղորդելու համար: Այսպիսով, սա հիմնական տարբերությունն է ոչ հոմոլոգ վերջի միացման և հոմոլոգ ուղղակի կրկնության միջև:
