नॉनहोमोलॉगस एंड जॉइनिंग और होमोलॉगस डायरेक्ट रिपीट के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि नॉनहोमोलॉगस एंड जॉइनिंग एक ऐसा पाथवे है जो डीएनए में डबल-स्ट्रैंड ब्रेक की मरम्मत करता है, जिसे मरम्मत के लिए एक होमोलॉजिकल टेम्प्लेट की आवश्यकता नहीं होती है, जबकि होमोलॉगस डायरेक्ट रिपीट एक पाथवे है। जो डीएनए में डबल-स्ट्रैंड के टूटने की मरम्मत करता है जिसे मरम्मत के लिए एक समरूप टेम्पलेट की आवश्यकता होती है।
डीएनए मरम्मत एक ऐसी प्रक्रिया है जहां एक कोशिका डीएनए अणुओं को नुकसान की पहचान करती है और उसे ठीक करती है। आम तौर पर, सामान्य चयापचय गतिविधियों और विकिरण जैसे पर्यावरणीय कारक डीएनए को नुकसान पहुंचा सकते हैं। इन कारकों के परिणामस्वरूप प्रति कोशिका प्रति दिन हजारों व्यक्तिगत आणविक घाव हो सकते हैं।डीएनए डबल-स्ट्रैंड ब्रेक रिपेयर पाथवे जैविक कोशिकाओं में डीएनए रिपेयर पाथवे हैं। दो डीएनए डबल-स्ट्रैंड ब्रेक रिपेयर पाथवे हैं, जैसे नॉनहोमोलॉगस एंड जॉइनिंग और होमोलॉगस डायरेक्ट रिपीट।
नॉनहोमोलॉगस एंड जॉइनिंग क्या है?
नॉनहोमोलॉगस एंड जॉइनिंग (एनएचईजे) एक ऐसा मार्ग है जो डीएनए में डबल-स्ट्रैंड ब्रेक की मरम्मत करता है और मरम्मत के लिए एक समरूप टेम्पलेट की आवश्यकता नहीं होती है। यह मार्ग 1966 में मूर और हैबर द्वारा खोजा गया था। यह मार्ग आमतौर पर छोटे समरूप डीएनए अनुक्रमों (माइक्रोहोमोलॉजी) द्वारा निर्देशित होता है जो अक्सर डबल-स्ट्रैंड ब्रेक के सिरों पर सिंगल-स्ट्रैंडेड ओवरहैंग्स में मौजूद होते हैं। जब ओवरहैंग संगत होते हैं, तो NHEJ पाथवे डबल स्ट्रैंड्स को ठीक से ठीक करता है। हालांकि, जब ओवरहैंग्स पूरी तरह से संगत नहीं होते हैं, तो यह त्रुटिपूर्ण मरम्मत की ओर ले जाता है जिससे न्यूक्लियोटाइड्स का नुकसान होगा। अनुपयुक्त NHEJ मार्ग से ट्रांसलोकेशन, टेलोमेयर फ्यूजन और ट्यूमर कोशिकाओं के हॉलमार्क हो सकते हैं।
चित्र 01: गैर-समरूप अंत में शामिल होना
NHEJ पाथवे के तीन मुख्य चरण हैं: एंड बाइंडिंग और टेदरिंग, एंड प्रोसेसिंग और लिगेशन। स्तनधारियों में, Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), DNA- PKcs, Ku (Ku70 और 80) नामक प्रोटीन एंड ब्रिजिंग में शामिल होते हैं। अंतिम प्रसंस्करण चरण में बेमेल या क्षतिग्रस्त न्यूक्लियोटाइड को हटाना और डीएनए पोलीमरेज़ (गैप-फिलिंग) द्वारा डीएनए का पुनर्संश्लेषण शामिल है। बेमेल या क्षतिग्रस्त न्यूक्लियोटाइड को हटाने का कार्य आर्टेमिस जैसे न्यूक्लियस द्वारा किया जाता है। स्तनधारियों में एक्स परिवार डीएनए पोलीमरेज़ पोल और μ गैप फिलिंग करते हैं। अंत प्रसंस्करण आवश्यक नहीं है यदि छोर पहले से ही संगत हैं और 3'हाइड्रॉक्सिल या 5'फॉस्फेट टर्मिनी हैं। इसके अलावा, अंतिम लिगेशन चरण लिगेशन कॉम्प्लेक्स IV द्वारा किया जाता है जिसमें डीएनए लिगेज IV और इसके कॉफ़ेक्टर XRCC4 होते हैं।
होमोलॉगस डायरेक्ट रिपीट क्या है?
होमोलॉगस डायरेक्ट रिपीट (एचडीआर) एक ऐसा पाथवे है जो डीएनए में डबल-स्ट्रैंड ब्रेक की मरम्मत के लिए होमोलॉगस टेम्प्लेट के उपयोग से मरम्मत का मार्गदर्शन करता है। समजात प्रत्यक्ष पुनरावर्तन का सबसे सामान्य तरीका समजातीय पुनर्संयोजन है। एचडीआर तंत्र केवल तभी संभव है जब नाभिक में डीएनए का एक समरूप टुकड़ा होता है, ज्यादातर कोशिका चक्र के जी 2 और एस चरण में होता है। HDR का जैविक मार्ग उस क्षेत्र में H2AX नामक हिस्टोन प्रोटीन के फॉस्फोराइलेशन से शुरू होता है जहां डीएनए डबल-स्ट्रैंड ब्रेक होता है। यह अन्य प्रोटीनों को क्षतिग्रस्त स्थान की ओर आकर्षित करता है। फिर एमआरएन कॉम्प्लेक्स क्षतिग्रस्त सिरों से जुड़ जाता है और क्रोमोसोमल ब्रेक को रोकता है। एमआरएन कॉम्प्लेक्स टूटे हुए सिरों को भी एक साथ रखता है। बाद में, डीएनए सिरों को इस तरह से संसाधित किया जाता है कि रासायनिक समूहों के अनावश्यक अवशेष हटा दिए जाते हैं, और सिंगल-स्ट्रैंड ओवरहैंग बनते हैं।
चित्र 02: समरूप प्रत्यक्ष दोहराव
एकल-फंसे डीएनए का प्रत्येक टुकड़ा आरपीए नामक प्रोटीन से ढका होता है, और इसका कार्य एकल-फंसे डीएनए टुकड़ों को स्थिर रखना है। इसके बाद Rad51 RPA प्रोटीन की जगह लेता है। इसके अलावा, BRCA2 के साथ मिलकर काम करते समय, Rad51 एक पूरक डीएनए टुकड़ा जोड़ता है जो डीएनए पोलीमरेज़ के लिए एक टेम्पलेट बनाने के लिए टूटे हुए डीएनए स्ट्रैंड पर आक्रमण करता है। डीएनए पोलीमरेज़ को पीसीएनए नामक एक अन्य प्रोटीन द्वारा डीएनए पर रखा जाता है। अंततः, पोलीमरेज़ टूटे हुए स्ट्रैंड के लापता हिस्से को संश्लेषित करता है। इसके अलावा, जब टूटे हुए स्ट्रैंड को फिर से संश्लेषित किया जाता है, तो दोनों स्ट्रैंड्स को फिर से अलग करने की आवश्यकता होती है। अलग करने के कई तरीकों के लिए मॉडल सुझाए गए हैं। स्ट्रैंड्स अलग होने के बाद, प्रक्रिया पूरी हो जाती है।
नॉनहोमोलॉगस एंड जॉइनिंग और होमोलॉगस डायरेक्ट रिपीट के बीच समानताएं क्या हैं?
- नॉनहोमोलॉगस एंड जॉइनिंग और होमोलॉगस डायरेक्ट रिपीट दो डीएनए डबल-स्ट्रैंड ब्रेक रिपेयर पाथवे हैं।
- MRN कॉम्प्लेक्स दोनों रास्तों में शामिल है।
- नाभिक दोनों पथों में शामिल हैं।
- डीएनए पोलीमरेज़ दोनों रास्तों में शामिल हैं।
- ये तंत्र प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स दोनों में पाए जा सकते हैं।
- वे दोनों कोशिका अस्तित्व के लिए महत्वपूर्ण तंत्र हैं।
नॉनहोमोलॉगस एंड जॉइनिंग और होमोलॉगस डायरेक्ट रिपीट में क्या अंतर है?
नॉनहोमोलॉगस एंड जॉइनिंग एक ऐसा पाथवे है जो डीएनए में डबल-स्ट्रैंड ब्रेक को रिपेयर करता है, जिसे रिपेयर करने के लिए होमोलॉगस टेम्प्लेट की आवश्यकता नहीं होती है, जबकि होमोलॉगस डायरेक्ट रिपीट एक ऐसा पाथवे है जो होमोलॉगस टेम्प्लेट का उपयोग करके डीएनए में डबल-स्ट्रैंड ब्रेक की मरम्मत करता है। इस प्रकार, यह नॉनहोमोलॉगस एंड जॉइनिंग और होमोलॉगस डायरेक्ट रिपीट के बीच महत्वपूर्ण अंतर है। इसके अलावा, सजातीय पुनर्संयोजन गैर-समरूप अंत में शामिल होने में शामिल नहीं है, जबकि सजातीय पुनर्संयोजन समरूप प्रत्यक्ष दोहराव में शामिल है।
नीचे दिए गए इन्फोग्राफिक में गैर-होमोलॉजिकल एंड जॉइनिंग और होमोलॉगस डायरेक्ट रिपीट के बीच अंतर को साथ-साथ तुलना के लिए सारणीबद्ध रूप में प्रस्तुत किया गया है।
सारांश - नॉनहोमोलॉगस एंड जॉइनिंग बनाम होमोलॉगस डायरेक्ट रिपीट
डीएनए की मरम्मत विभिन्न तंत्रों द्वारा की जा सकती है जैसे कि डायरेक्ट रिवर्सल, सिंगल स्ट्रैंड डैमेज रिपेयर, डबल-स्ट्रैंड ब्रेक रिपेयर और ट्रांसलेसियन सिंथेसिस। नॉनहोमोलॉगस एंड जॉइनिंग और होमोलॉगस डायरेक्ट रिपीट दो डीएनए डबल-स्ट्रैंड ब्रेक रिपेयर पाथवे हैं। गैर-समरूप अंत में शामिल होने के लिए डीएनए मरम्मत मार्ग का मार्गदर्शन करने के लिए एक समरूप टेम्पलेट की आवश्यकता नहीं होती है। होमोलॉगस डायरेक्ट रिपीट एक ऐसा मार्ग है जिसके लिए डीएनए की मरम्मत का मार्गदर्शन करने के लिए एक समरूप टेम्पलेट की आवश्यकता होती है। तो, यह नॉनहोमोलॉगस एंड जॉइनिंग और होमोलॉगस डायरेक्ट रिपीट के बीच महत्वपूर्ण अंतर है।
