मुख्य अंतर - बेमेल मरम्मत बनाम न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन मरम्मत
प्रति दिन कोशिका में दसियों और हजारों डीएनए क्षति होती है। यह कोशिका प्रक्रियाओं जैसे प्रतिकृति, प्रतिलेखन के साथ-साथ कोशिका की व्यवहार्यता में परिवर्तन को प्रेरित करता है। कुछ मामलों में, इन डीएनए क्षति के कारण होने वाले उत्परिवर्तन से कैंसर और उम्र बढ़ने से जुड़े सिंड्रोम (उदा: प्रोजेरिया) जैसी घातक बीमारियां हो सकती हैं। इन नुकसानों के बावजूद, कोशिका एक उच्च संगठित कैस्केड मरम्मत तंत्र शुरू करती है जिसे डीएनए क्षति प्रतिक्रियाएं कहा जाता है। सेलुलर सिस्टम में कई डीएनए मरम्मत प्रणालियों की पहचान की गई है; इन्हें बेस एक्सिशन रिपेयर (बीईआर), मिसमैच रिपेयर (एमएमआर), न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन रिपेयर (एनईआर), डबल स्ट्रैंड ब्रेक रिपेयर के रूप में जाना जाता है।न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन रिपेयर एक अत्यधिक बहुमुखी प्रणाली है जो भारी हेलिक्स विरूपण डीएनए घावों को पहचानती है और उन्हें हटा देती है। दूसरी ओर, बेमेल मरम्मत प्रतिकृति के दौरान गलत तरीके से शामिल किए गए ठिकानों को बदल देती है। बेमेल मरम्मत और न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन रिपेयर के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन रिपेयर (एनईआर) का उपयोग यूवी विकिरण द्वारा निर्मित पाइरीमिडीन डिमर और रासायनिक व्यसनों के कारण भारी हेलिक्स घावों को हटाने के लिए किया जाता है, जबकि बेमेल मरम्मत प्रणाली गलत तरीके से किए गए आधारों को ठीक करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। प्रतिकृति एंजाइमों (डीएनए पोलीमरेज़ 1) से पोस्टरेप्लिकेशन के दौरान बच गए। बेमेल बेस के अलावा, एमएमआर सिस्टम प्रोटीन इंसर्शन/डिलीशन लूप्स (आईडीएल) की भी मरम्मत कर सकता है जो दोहराए गए डीएनए अनुक्रमों की प्रतिकृति के दौरान पोलीमरेज़ स्लिपेज के परिणाम हैं।
न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन रिपेयर क्या है?
न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन रिपेयर की सबसे विशिष्ट विशेषता यह है कि यह डीएनए डबल हेलिक्स में महत्वपूर्ण विकृतियों के कारण संशोधित न्यूक्लियोटाइड क्षति की मरम्मत करता है।यह लगभग सभी जीवों में देखा गया है जिनकी आज तक जांच की गई है। Uvr A, Uvr B, Uvr C (excinucleases) Uvr D (एक हेलीकॉप्टर) NER में शामिल सबसे प्रसिद्ध एंजाइम हैं जो मॉडल जीव इकोली में डीएनए की मरम्मत को गति प्रदान करते हैं। यूवीआर एबीसी मल्टी-सबयूनिट्स एंजाइम कॉम्प्लेक्स यूवीआर ए, यूवीआर बी, यूवीआर सी पॉलीपेप्टाइड्स का उत्पादन करता है। उपरोक्त पॉलीपेप्टाइड्स के लिए एन्कोडेड जीन हैं uvr A, uvr B, uvr C. Uvr A और B एंजाइम सामूहिक रूप से क्षति प्रेरित विकृति को पहचानते हैं जो यूवी विकिरण के कारण डीएनए डबल हेलिक्स जैसे पाइरीमिडीन डिमर्स के कारण होता है। यूवीआर ए एक एटीपीस एंजाइम है और यह एक ऑटोकैटलिटिक प्रतिक्रिया है। फिर यूवीआर ए डीएनए छोड़ देता है जबकि यूवीआर बीसी कॉम्प्लेक्स (सक्रिय न्यूक्लीज) एटीपी द्वारा उत्प्रेरित क्षति के दोनों तरफ डीएनए को साफ करता है। यूवीआरडी जीन द्वारा एन्कोडेड यूवीआर डी नामक एक अन्य प्रोटीन एक हेलिकेज II एंजाइम है जो डीएनए को खोल देता है जो एकल फंसे हुए क्षतिग्रस्त डीएनए खंड को छोड़ने के परिणामस्वरूप होता है। यह डीएनए हेलिक्स में एक अंतर छोड़ देता है। क्षतिग्रस्त खंड को एक्साइज करने के बाद, डीएनए स्ट्रैंड में 12-13 न्यूक्लियोटाइड गैप बना रहता है।यह डीएनए पोलीमरेज़ एंजाइम I द्वारा भरा जाता है और डीएनए लिगेज द्वारा निक को सील कर दिया जाता है। इस अभिक्रिया के तीन चरणों में ATP की आवश्यकता होती है। स्तनधारी जैसे मनुष्यों में भी एनईआर तंत्र की पहचान की जा सकती है। मनुष्यों में, ज़ेरोडर्मा पिगमेंटोसम नामक त्वचा की स्थिति यूवी विकिरण के कारण होने वाले डीएनए डिमर के कारण होती है। XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF और XPG जीन डीएनए क्षति को बदलने के लिए प्रोटीन का उत्पादन करते हैं। XPA, XPC, XPE, XPF और XPG जीन के प्रोटीन में न्यूक्लीज गतिविधि होती है। दूसरी ओर, XPB और XPD जीन के प्रोटीन हेलीकेस गतिविधि दिखाते हैं जो E coli में Uvr D के अनुरूप है।
चित्र 01: न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन रिपेयर
बेमेल मरम्मत क्या है?
डीएनए संश्लेषण के दौरान बेमेल मरम्मत प्रणाली शुरू की जाती है।कार्यात्मक € सबयूनिट के साथ भी, डीएनए पोलीमरेज़ III प्रत्येक 108 बेस जोड़े में संश्लेषण के लिए एक गलत न्यूक्लियोटाइड को शामिल करने की अनुमति देता है। बेमेल मरम्मत प्रोटीन इस न्यूक्लियोटाइड को पहचानते हैं, इसे एक्साइज करते हैं और इसे सही न्यूक्लियोटाइड के साथ बदलते हैं जो सटीकता की अंतिम डिग्री के लिए जिम्मेदार होते हैं। डीएनए मिथाइलेशन एमएमआर प्रोटीन के लिए नए संश्लेषित स्ट्रैंड से मूल स्ट्रैंड को पहचानने के लिए महत्वपूर्ण है। एक नए संश्लेषित स्ट्रैंड के GATC रूपांकन में एडेनिन (A) न्यूक्लियोटाइड का मिथाइलेशन थोड़ा विलंबित होता है। दूसरी ओर, GATC मोटिफ में पैरेंट स्ट्रैंड एडेनिन न्यूक्लियोटाइड पहले ही मिथाइलेटेड हो चुका है। एमएमआर प्रोटीन नए संश्लेषित स्ट्रैंड को पैरेंट स्ट्रैंड से इस अंतर से पहचानते हैं और मिथाइलेटेड होने से पहले एक नए संश्लेषित स्ट्रैंड में बेमेल मरम्मत शुरू करते हैं। एमएमआर प्रोटीन नए प्रतिरूपित डीएनए स्ट्रैंड के मिथाइलेट होने से पहले गलत न्यूक्लियोटाइड को एक्साइज करने के लिए अपनी मरम्मत गतिविधि को निर्देशित करते हैं। म्यूट एच, म्यूट एल और म्यूट एस जीन म्यूट एच, म्यूट एल, म्यूट एस द्वारा एन्कोड किए गए एंजाइम इकोली में इन प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं।म्यूट एस प्रोटीन सी: सी को छोड़कर आठ संभावित बेमेल बेस जोड़े में से सात को पहचानता है, और डुप्लेक्स डीएनए में बेमेल की साइट पर बांधता है। बाध्य एटीपी के साथ, मट एल और मट एस बाद में परिसर में शामिल हो जाते हैं। कॉम्प्लेक्स कुछ हज़ार बेस पेयर को तब तक ट्रांसलोकेट करता है जब तक कि उसे एक हेमीमेथिलेटेड GATC मोटिफ नहीं मिल जाता। म्यूट एच प्रोटीन की निष्क्रिय न्यूक्लियस गतिविधि एक बार हेमीमेथिलेटेड जीएटीसी मोटिफ मिलने के बाद सक्रिय हो जाती है। यह अनमेथिलेटेड जीएटीसी मोटिफ (नए संश्लेषित डीएनए स्ट्रैंड) के जी न्यूक्लियोटाइड पर 5′ निक छोड़ते हुए अनमेथिलेटेड डीएनए स्ट्रैंड को साफ करता है। फिर बेमेल के दूसरी तरफ वही स्ट्रैंड Mut H द्वारा निकाला जाता है। बाकी चरणों में, Uvr D की सामूहिक क्रियाएं एक हेलिकेज़ प्रोटीन, Mut U, SSB और एक्सोन्यूक्लिज़ I एकल-फंसे में गलत न्यूक्लियोटाइड का उत्पादन करती हैं। डीएनए। छांटने में जो गैप बनता है उसे डीएनए पोलीमरेज़ III द्वारा भरा जाता है और लिगेज द्वारा सील किया जाता है। चूहों और मनुष्यों में एक समान प्रणाली की पहचान की जा सकती है। मानव hMLH1, hMSH1 और hMSH2 का उत्परिवर्तन वंशानुगत नॉनपोलिपोसिस कोलन कैंसर में शामिल होता है जो कोलन कोशिकाओं के कोशिका विभाजन को निष्क्रिय कर देता है।
चित्र 02: बेमेल मरम्मत
मिसमैच रिपेयर और न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन रिपेयर में क्या अंतर है?
मिसमैच रिपेयर बनाम न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन रिपेयर |
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| बेमेल मरम्मत प्रणाली प्रतिकृति के बाद के दौरान होती है। | यह यूवी विकिरण और रासायनिक जोड़ के कारण अन्य डीएनए घावों के कारण पाइरीमिडीन डिमर को हटाने में शामिल है। |
| एंजाइम | |
| यह Mut S, Mut L, Mut H, Uvr D, SSB और exonuclease I द्वारा उत्प्रेरित होता है। | यह Uvr A, Uvr B, Uvr C, UvrD एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित होता है। |
| मिथाइलेशन | |
| प्रतिक्रिया शुरू करना महत्वपूर्ण है। | प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए डीएनए मिथाइलेशन की आवश्यकता नहीं है। |
| एंजाइम की क्रिया | |
| मट एच एक एंडोन्यूक्लिअस है। | Uvr B और Uvr C एक्सोन्यूक्लिअस हैं। |
| अवसर | |
| यह विशेष रूप से प्रतिकृति के दौरान होता है। | ऐसा तब होता है जब यूवी या रासायनिक उत्परिवर्तजन के संपर्क में आते हैं, प्रतिकृति के दौरान नहीं |
| संरक्षण | |
| यह अत्यधिक संरक्षित है | यह अत्यधिक संरक्षित नहीं है। |
| गैप फिलिंग | |
| यह डीएनए पोलीमरेज़ III द्वारा किया जाता है। | यह डीएनए पोलीमरेज़ I द्वारा किया जाता है। |
सारांश - बेमेल मरम्मत बनाम न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन मरम्मत
बेमेल मरम्मत (एमएमआर) और न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन रिपेयर (एनईआर) दो तंत्र हैं जो विभिन्न एजेंटों के कारण होने वाले डीएनए क्षति और विकृतियों को सुधारने के लिए सेल में होते हैं। इन्हें सामूहिक रूप से डीएनए मरम्मत तंत्र के रूप में नामित किया गया है। न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन रिपेयर संशोधित न्यूक्लियोटाइड क्षतियों की मरम्मत करता है, आमतौर पर डीएनए डबल हेलिक्स के उन महत्वपूर्ण नुकसान जो यूवी विकिरण और रासायनिक व्यसनों के संपर्क के कारण होते हैं। बेमेल मरम्मत प्रोटीन गलत न्यूक्लियोटाइड को पहचानते हैं, इसे एक्साइज करते हैं और इसे सही न्यूक्लियोटाइड के साथ बदलते हैं। प्रतिकृति के दौरान सटीकता की अंतिम डिग्री के लिए यह प्रक्रिया जिम्मेदार है।
