碱基切除修复和核苷酸切除修复有什么区别

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主要区别 碱基切除修复和核苷酸切除修复之间的区别在于 碱基切除修复途径仅纠正受损的碱基,这些碱基是非大块病变,而核苷酸切除修复途径通过去除与病变一起的短单链 DNA 片段来纠正大块 DNA 加合物。 此外,碱基切除修复机制主要处理由于脱氨基、烷基化和氧化而发生的修饰。但是,核苷酸切除修复主要处理紫外线引起的DNA损伤,包括胸腺嘧啶二聚体和6, 4-光产物。

简而言之,碱基切除修复和核苷酸切除修复是三种切除修复途径中的两种,可以纠正DNA损伤。通常,诱变剂、化学试剂或辐射会导致 DNA 损伤。此外,它们会导致许多疾病和癌症。

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什么是碱基切除修复

碱基切除修复 (BER) 是切除修复机制之一,可去除由化学试剂或诱变剂引起的小的、非螺旋扭曲的 DNA 损伤。因此,基底切除修复的主要显着特征之一是它修复小病灶。在这里,这种类型的损伤会影响 DNA 中互补碱基的氢键和碱基配对。因此,它们可能通过错配导致突变,或者可能导致复制过程中 DNA 的断裂。通常,DNA化学损伤导致单碱基变化的三种机制是烷基化、脱氨基和氧化。

图 1:基底切除修复

此外,DNA 糖基化酶是负责启动碱基切除修复的酶,通过识别 DNA 损伤,通过将受损碱基翻转出双螺旋形成 AP 位点。然后,AP 核酸内切酶切割 AP 位点,留下与 5' 脱氧核糖磷酸 (dRP) 相邻的 3' OH。之后,产生的单链断裂可以作为短片段进行,替换单个核苷酸或作为长片段进行,替换 2-10 个核苷酸。随后,pol β 负责催化短补丁,而 pol δ 和 pol ε 负责催化长补丁。例如,皮瓣核酸内切酶 FEN1 去除了长斑块中产生的 5' 皮瓣。最后,DNA 连接酶 III 以短片封闭切口,而 DNA 连接酶 I 以长片封闭切口。

什么是核苷酸切除修复

核苷酸切除修复 (NER) 是另一种切除修复机制,负责去除主要由紫外线引起的大量和螺旋扭曲的 DNA 损伤。与 BER 相比,NER 可修复体积庞大的 DNA 加合物,例如胸腺嘧啶二聚体和 6, 4-photoproducts。此外,核苷酸切除修复的主要特征是去除单链 DNA 的短片段,这与碱基切除修复中的少数碱基形成对比。最终,DNA 聚合酶根据互补链中的碱基重新合成缺失的片段。

图 2:核苷酸切除修复

碱基切除修复和核苷酸切除修复之间的相似性

碱基切除修复与核苷酸切除修复的区别

定义

碱基切除修复是指一种细胞机制,通过从基因组中去除小的、非螺旋扭曲的碱基损伤来修复受损的 DNA,而核苷酸切除修复是指一种 DNA 修复机制,在消除紫外线 (UV) 诱导的 DNA 损伤方面尤为重要。

DNA 损伤的类型

碱基切除修复纠正小的、非螺旋扭曲的病变,而核苷酸切除修复纠正大的、螺旋扭曲的病变。

DNA 损伤的类型 - 示例

碱基切除修复机制主要处理由于脱氨基、烷基化和氧化而发生的修饰,而核苷酸切除修复主要处理由紫外线引起的 DNA 损伤。

变更类型

碱基切除修复主要纠正影响氢键和常规碱基配对的化学损伤,而核苷酸切除修复纠正胸腺嘧啶二聚体和6, 4-光产物。

由以下原因引起的 DNA 损伤

碱基切除修复修复内源性诱变造成的损伤,核苷酸切除修复修复外源性诱变造成的损伤。

切除 DNA 损伤

DNA糖基化酶和AP核酸内切酶负责碱基切除修复中DNA损伤的识别和去除,而包括DDB和XPC-Rad23B在内的蛋白质负责识别,XPG和XPF-ERCC1负责核苷酸切除修复中DNA损伤的切除.

去除 DNA 损伤

在碱基切除修复中,很少有碱基被移除,而在核苷酸切除修复中,一个短的单链片段与 DNA 损伤一起被移除。

疾病

有缺陷的碱基切除修复机制会促进癌症的发展,而有缺陷的核苷酸切除修复机制会导致色素性干皮病和 Cockayne 综合征。

结论

碱基切除修复是一种切除修复机制,负责去除由化学试剂和诱变剂引起的 DNA 损伤。通常,这种类型的 DNA 损伤很小且不会扭曲螺旋。此外,为了移除它们,修复机制仅移除损坏的底座。另一方面,核苷酸切除修复是另一种类型的切除修复机制,负责去除主要由紫外线引起的 DNA 损伤。然而,它们是体积大的病变,螺旋扭曲。另一方面,核苷酸切除修复机制会连同损伤一起去除一小段 DNA,随后由 DNA 聚合酶重新合成。因此,碱基切除修复和核苷酸切除修复之间的主要区别在于它们修复的DNA损伤类型及其DNA损伤修复机制。

参考:

1. Memisoglu、A 和 L Samson。 “碱基切除修复、核苷酸切除修复和 DNA 重组对裂变酵母粟酒裂殖酵母的烷基化抗性的贡献。”细菌学杂志卷。 182, 8 (2000): 2104-12。 doi:10.1128/jb.182.8.2104-2112.2000。

图片提供:

1. 维基百科上的 Amazinglarry(谈话)撰写的“BER 基本途径”——由作者(公共领域)通过 Commons Wikimedia 创建 2.“核苷酸切除修复-journal.pbio.0040203.g001”作者:Jill O. Fuss, Priscilla K. Cooper(CC BY 2.5)来自Commons Wikimedia

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