Repararea nucleotidelor nepotrivite

Repararea nepotrivirii este un sistem pentru detectarea și repararea inserțiilor , golurilor și nepotrivirilor de nucleotide care apar în timpul replicării și recombinării ADN-ului și , de asemenea, ca urmare a unor tipuri de leziuni ale ADN -ului [1] [2] .

Faptul însuși al unei nepotriviri nu permite corectarea erorii, deoarece poate fi localizată pe oricare dintre cele două catene constitutive de ADN. Cu toate acestea, erorile de împerechere, de regulă, sunt localizate doar pe o singură catenă de ADN (fiică), ceea ce evită ambiguitatea în interpretarea erorii. În bacteriile Gram-pozitive, catena originală de ADN este metilată, în timp ce catena fiică rămâne nemetilată pentru o perioadă de timp. Mecanismul de recunoaștere a firelor părinte și fiice la alte procariote și eucariote este în prezent neclar [3] . Se presupune că catena lor fiică de ADN conține tăieturi, care sunt apoi îndepărtate de ADN ligaza.

Probabilitatea de eroare în replicarea ADN -ului este 10–7–10–8 . Sistemul de reparare a nucleotidelor nepotrivite reduce această probabilitate la 10–9 [4] .

Procesul de reparare constă în recunoașterea defectului, determinarea catenelor de ADN original și fiice, îndepărtarea nucleotidei incluse eronat și înlocuirea acesteia cu nucleotida corectă. De obicei, nu numai nucleotida greșită este îndepărtată, ci și o parte din catena de ADN din jurul acesteia, după care catena copil este restaurată folosind catena principală ca șablon [5] .

Repara proteine

Repararea nucleotidelor nepotrivite este un proces extrem de conservat moștenit de eucariote de la procariote practic neschimbat. Acest tip de reparație a fost descoperit pentru prima dată în S. pneumoniae ( genele HexA și HexB). Studiile ulterioare ale E. coli au făcut posibilă descoperirea unui număr de gene, a căror blocare determină o creștere bruscă a nivelului de mutații. Proteinele codificate de aceste gene sunt principalele componente active ale sistemului de reparare și sunt desemnate prin prefixul „Mut”: MutS, MutH și MutL (MutS și MutL sunt omologi ai HexA și, respectiv, HexB).

MutS formează un dimer (MutS 2 ) care recunoaște nucleotida greșită pe catena ADN fiică și se leagă de regiunea de ADN defectuoasă. MutH se leagă de regiunea hemimetilată a ADN-ului, dar nu face nimic până când nu este activat de dimerul MutL (MutL 2 ), care mediază între MutS 2 și MutH, activând pe acesta din urmă. Helixul ADN se desfășoară în căutarea grupului GATC metilat cel mai apropiat de defect, care poate fi situat la o distanță de 1000 de nucleotide sau mai mult. MutH taie catena fiică de ADN din apropierea grupului metilat și activează una dintre helicazele UvrABC , care separă catena fiică de cea principală și o taie în regiunea defectului, inclusiv defectul în sine și nucleotidele cele mai apropiate de acesta. Endonucleaza utilizată depinde de ce parte (3’ sau 5’) a defectului MutH taie catena de ADN. Dacă incizia se face pe partea de 5’, utilizați RecJ sau ExoVII, dacă este pe partea de 3’, atunci ExoI. Catenul unic rezultat este umplut cu ADN polimeraza III, care folosește catena principală ca șablon, iar apoi catena de ADN ruptă este ligată de ADN ligază și metilată de metilază [5] .

omologi MutS

Prin legarea de ADN, MutS 2 deformează helixul și acoperă aproximativ 20 de perechi de nucleotide. Are proprietăți slabe de adenozin trifosfatază și, prin legarea ATP , formează structura terțiară a moleculei. Analiza de difracție cu raze X arată că structura moleculei MutS este extrem de asimetrică și, deși configurația activă este un dimer, doar unul dintre monomeri interacționează cu regiunea defectuoasă a ADN-ului.

Eucariotele au doi heterodimeri ca omologi MutS: Msh2 /Msh6 (MutSα) și Msh2 /Msh3 (MutSβ). MutSα este utilizat pentru a repara substituțiile de nucleotide și buclele mici rezultate din inserția sau ștergerea catenelor de nucleotide. MutSβ elimină doar bucle lungi (10 sau mai multe nucleotide) [6] .

Omologi MutL

MutL are, de asemenea, proprietăți slabe de adenozin trifosfatază (folosește ATP pentru a se deplasa de-a lungul catenei de ADN). Formează un complex cu MutS și MutH, extinzând locul interacțiunii MutS cu ADN-ul.

Note

1. ↑ Iyer R., Pluciennik A., Burdett V., Modrich P. Repararea nepotrivirii ADN  : funcții și mecanisme  // Chem Rev : jurnal. - 2006. - Vol. 106 , nr. 2 . - P. 302-323 . - doi : 10.1021/cr0404794 . — PMID 16464007 .
2. ↑ Larrea AA, Lujan SA , Kunkel TA DNA mismatch repair   // Cell . - Cell Press , 2010. - Vol. 141 , nr. 4 . - P. 730 . - doi : 10.1016/j.cell.2010.05.002 . — PMID 20478261 .
3. ↑ Modrich Paul. Repararea nepotrivirii specifice firelor în celulele de mamifer  //  Journal of Biological Chemistry. - 1997. - 3 octombrie ( vol. 272 ​​, nr. 40 ). - 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. Cine este primul în răspunsul celular la deteriorarea ADN-ului?  (Engleză)  // Nature Reviews Molecular Cell Biology. - 2003. - Mai ( vol. 4 , nr. 5 ). - P. 361-373 . — ISSN 1471-0072 . - doi : 10.1038/nrm1101 . — PMID 12728270 .
6. ↑ MARRA Giancarlo , SCHÄR Primo. Recunoașterea modificărilor ADN de către sistemul de reparare a nepotrivirii  //  Biochemical Journal. - 1999. - 15 februarie ( vol. 338 , nr. 1 ). — P. 1 . — ISSN 0264-6021 . - doi : 10.1042/0264-6021:3380001 . — PMID 9931291 .

Vezi și

• ro:Reparație de precizie de bază
• Repararea exciziei nucleotidelor

Link -uri

• Sung-Hoon Jun, Tae Gyun Kim, Changill Ban sistemul de reparare a nepotrivirii ADN. Roluri clasice și proaspete . Jurnalul FEBS 273 (2006) 1609–1619, doi:10.1111/j.1742-4658.2006.05190.x.
• ADN Repair Arhivat 12 februarie 2018 la Wayback Machine
• MeSH DNA+Nepotrivire+Reparare
• Hsieh P., Yamane K. Repararea nepotrivirii ADN: mecanism molecular, cancer și îmbătrânire  (engleză)  // Mech Aging Dev : jurnal. - 2008. - Vol. 129 , nr. 7-8 . - P. 391-407 . - doi : 10.1016/j.mad.2008.02.012 . — PMID 18406444 .
• Iyer R., Pluciennik A., Burdett V., Modrich P. Repararea nepotrivirii ADN  : funcții și mecanisme  // Chem Rev : jurnal. - 2006. - Vol. 106 , nr. 2 . - P. 302-323 . - doi : 10.1021/cr0404794 . — PMID 16464007 .
• Joseph N., Duppatla V., Rao DN Repararea nepotrivirii ADN-ului procariotic  (neopr.)  // Prog. Acid nucleic Res. Mol. Biol.. - 2006. - T. 81 . - S. 1-49 . - doi : 10.1016/S0079-6603(06)81001-9 . — PMID 16891168 .
• Yang W. Structura și funcția proteinelor de reparare a nepotrivirii  (neopr.)  // Mutation Research. - Elsevier , 2000. - T. 460 , nr. 3-4 . - S. 245-256 . — PMID 10946232 .
• Griffith, Wessler, Lewontin, Gelbart, Suzuki, Miller, Introducere în analiza genetică , ediția a 8-a, WH Freeman and Company, ISBN 0-7167-4939-4
• Thomas A. Kunkel și Dorothy A. Erie, (2005), DNA Mismatch Repair, Annu Rev. Biochem, 74:681-710
• Errol C. Friedberg, Graham C. Walker, Wolfram Siede, Richard D. Wood, Roger A. Schultz, Tom Ellenberger, repararea ADN-ului și mutageneza, ediția a 2-a, presa ASM, ISBN 1-55581-319-4
• Repararea nucleotidelor nepotrivite (repararea nepotrivirii) pe site-ul „Biologie umană”.
• Proteina MutL pe site-ul „Biologie umană”.
• Glazer V.M. Conversia genelor pe site-ul „Scientific Network”.
• Reparație pe site-ul „Enciclopedia chimică”.
• Hsieh, P. Mecanismele moleculare de reparare a nepotrivirii ADN. Mutat. Res. 486, 71–87 (2001).