Perbezaan utama antara cantuman hujung bukan homolog dan ulangan langsung homolog ialah cantuman hujung bukan homolog ialah laluan yang membaiki pecahan rantai ganda dalam DNA yang tidak memerlukan templat homolog untuk membimbing pembaikan, manakala ulangan langsung homolog ialah laluan yang membaiki patah rantai ganda dalam DNA yang memerlukan templat homolog untuk membimbing pembaikan.
Pembaikan DNA ialah proses di mana sel mengenal pasti dan membetulkan kerosakan pada molekul DNA. Secara amnya, aktiviti metabolik normal dan faktor persekitaran seperti sinaran boleh menyebabkan kerosakan DNA. Faktor-faktor ini boleh mengakibatkan berpuluh-puluh ribu lesi molekul individu setiap sel setiap hari. Laluan pembaikan pecahan dua helai DNA ialah laluan pembaikan DNA dalam sel biologi. Terdapat dua laluan pembaikan patah rantai ganda DNA sebagai penyambungan hujung bukan homolog dan ulangan terus homolog.
Apakah itu Nonhomologous End Joining?
Nonhomologous end joining (NHEJ) ialah laluan yang membaiki pecahan dua helai dalam DNA dan tidak memerlukan templat homolog untuk membimbing pembaikan. Laluan ini ditemui oleh Moore dan Haber pada tahun 1966. Laluan ini lazimnya dipandu oleh jujukan DNA homolog pendek (mikrohomologi) yang selalunya terdapat dalam jajaran bertali tunggal pada hujung patah dua helai. Apabila overhang serasi, laluan NHEJ membaiki helai berganda putus dengan tepat. Walau bagaimanapun, apabila overhang tidak serasi dengan sempurna, ia membawa kepada pembaikan yang tidak tepat yang akan menyebabkan kehilangan nukleotida. Laluan NHEJ yang tidak sesuai boleh membawa kepada translokasi, gabungan telomer dan ciri sel tumor.
Rajah 01: Sambungan Akhir Tidak Homolog
Laluan NHEJ mempunyai tiga langkah utama: pengikatan & penambatan akhir, pemprosesan akhir dan pengikatan. Dalam mamalia, protein yang dipanggil Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), DNA-PKcs, Ku (Ku70 & 80) terlibat dalam penyambungan akhir. Langkah pemprosesan akhir melibatkan penyingkiran nukleotida yang tidak sepadan atau rosak dan sintesis semula DNA oleh polimerase DNA (pengisi celah). Penyingkiran nukleotida yang tidak sepadan atau rosak dilakukan oleh nuklease seperti Artemis. Polimerase DNA keluarga X Pol λ dan μ dalam mamalia menjalankan pengisian jurang. Pemprosesan akhir tidak diperlukan jika hujungnya sudah serasi dan mempunyai termini 3'hydorxyl atau 5'phosphate. Tambahan pula, langkah pengikatan terakhir dilakukan oleh kompleks pengikatan IV yang terdiri daripada ligase DNA IV dan kofaktornya XRCC4.
Apakah itu Ulangan Langsung Homolog?
Homologous direct repeat (HDR) ialah laluan yang membaiki pecahan dua helai dalam DNA dengan menggunakan templat homolog untuk membimbing pembaikan. Cara pengulangan langsung homolog yang paling biasa adalah melalui penggabungan semula homolog. Mekanisme HDR hanya boleh dilakukan apabila terdapat sekeping DNA homolog dalam nukleus, kebanyakannya dalam fasa G2 dan S kitaran sel. Laluan biologi HDR bermula dengan fosforilasi protein histon yang dipanggil H2AX di kawasan di mana pemecahan dua helai DNA berlaku. Ini menarik protein lain ke lokasi yang rosak. Kemudian kompleks MRN mengikat pada hujung yang rosak dan menghalang pecah kromosom. Kompleks MRN juga mengekalkan hujung yang patah bersama-sama. Kemudian, hujung DNA diproses sedemikian rupa sehingga sisa-sisa kumpulan kimia yang tidak perlu disingkirkan, dan lekuk-lekuk tunggal terbentuk.
Rajah 02: Ulangan Terus Homolog
Setiap kepingan DNA untai tunggal dilindungi oleh protein yang dipanggil RPA, dan fungsinya adalah untuk memastikan kepingan DNA untai tunggal stabil. Selepas ini, Rad51 menggantikan protein RPA. Selain itu, apabila bekerja bersama-sama dengan BRCA2, Rad51 menggandingkan sekeping DNA pelengkap yang menyerang untaian DNA yang patah untuk membentuk templat untuk polimerase DNA. Polimerase DNA dipegang pada DNA oleh protein lain yang dikenali sebagai PCNA. Akhirnya, polimerase mensintesis bahagian yang hilang pada helai yang patah. Tambahan pula, apabila helai yang patah disintesis semula, kedua-dua helai perlu dipisahkan semula. Model untuk pelbagai cara uncoupling dicadangkan. Selepas helai dipisahkan, proses selesai.
Apakah Persamaan Antara Sambungan Akhir Tidak Homolog dan Ulangan Terus Homolog?
- Pencantuman hujung bukan homolog dan ulangan langsung homolog ialah dua laluan pembaikan pecah rantai ganda DNA.
- kompleks MRN terlibat dalam kedua-dua laluan.
- Nuklease terlibat dalam kedua-dua laluan.
- polimerase DNA terlibat dalam kedua-dua laluan.
- Mekanisme ini boleh didapati dalam kedua-dua prokariot dan juga eukariota.
- Kedua-duanya adalah mekanisme penting untuk kemandirian sel.
Apakah Perbezaan Antara Sambungan Akhir Tidak Homolog dan Ulangan Terus Homolog?
Pencantuman hujung bukan homolog ialah laluan yang membaiki patah rantai dua dalam DNA yang tidak memerlukan templat homolog untuk membimbing pembaikan, manakala ulangan terus homolog ialah laluan yang membaiki patah rantai dua dalam DNA menggunakan templat homolog. Oleh itu, ini adalah perbezaan utama antara sambungan hujung bukan homolog dan ulangan langsung homolog. Tambahan pula, penggabungan semula homolog tidak terlibat dalam penyambungan hujung bukan homolog, manakala penggabungan semula homolog terlibat dalam pengulangan langsung homolog.
Maklumat di bawah menunjukkan perbezaan antara cantuman hujung bukan homolog dan ulangan terus homolog dalam bentuk jadual untuk perbandingan sebelah menyebelah.
Ringkasan – Pengakhiran Tidak Homolog Berakhir lwn Ulangan Terus Homolog
Pembaikan DNA boleh dilakukan melalui mekanisme yang berbeza seperti pembalikan terus, pembaikan kerosakan helai tunggal, pembaikan pecah helai dua dan sintesis translesion. Sambungan hujung bukan homolog dan ulangan langsung homolog ialah dua laluan pembaikan pecahan dua rantai DNA. Sambungan hujung bukan homolog tidak memerlukan templat homolog untuk membimbing laluan pembaikan DNA. Ulangan terus homolog ialah laluan yang memerlukan templat homolog untuk membimbing pembaikan DNA. Jadi, ini ialah perbezaan utama antara cantuman hujung bukan homolog dan ulangan langsung homolog.
