הבדל מפתח – תיקון כריתת בסיס לעומת תיקון כריתת נוקלאוטיד
DNA נתון לעתים קרובות לנזקים עקב גורמים פנימיים וחיצוניים שונים. עם זאת מערכות תיקון סלולריות מתקנות באופן מיידי ומתמיד את הנזקים לפני שהם הופכים למוטציות או לפני שהם מועברים לדורות הבאים. ישנם שלושה סוגים של מערכות לתיקון כריתה בתאים: תיקון כריתת נוקלאוטידים (NER), תיקון כריתת בסיס (BER) ותיקון אי-התאמה של DNA (MMR) לתיקון נזקי DNA עם גדילים בודדים. ההבדל העיקרי בין תיקון כריתת בסיס לתיקון כריתת נוקלאוטידים הוא שתיקון כריתת בסיס היא מערכת תיקון פשוטה הפועלת בתאים לתיקון נזקי נוקלאוטיד בודדים שנגרמו באופן אנדוגני בעוד שתיקון כריתת נוקלאוטידים היא מערכת תיקון מורכבת שפועלת בתאים לתיקון באופן השוואתי. אזורים גדולים יותר פגומים שנגרמו באופן אקסוגני.
מהו תיקון כריתת בסיס?
תיקון כריתת בסיס הוא הגרסה הפשוטה ביותר של מערכת תיקון DNA שיש לתאים. הוא משמש לתיקון נזקים קלים ב-DNA. בסיסי DNA משתנים עקב דמינציה או אלקילציה. כאשר יש נזקי בסיס, DNA גליקוזילאז מזהה ומפעיל את מערכת תיקון כריתת הבסיס ומשחזר אותה בעזרת אנזימים AP endonuclease, DNA פולימראז ו-DNA ligase. השלבים הבאים מעורבים במערכת ה-BER.
- זיהוי והסרה של בסיס שגוי או פגום על ידי DNA גליקוזילאז כדי ליצור אתר א-בסיסי (אתרים של אובדן בסיס – אתרים אפיוריניים או אפירימדיניים).
- חתך אתר א-בסיסי על ידי אנדונוקלאז אפוריני/אפירימידיני
- הסרה של שבר הסוכר שנותר על ידי ליאז או פוספודיאסטראז
- מילוי פערים על ידי פולימראז DNA
- אטימה של הניק על ידי ליגאז DNA
איור 01: מסלול תיקון כריתת בסיס
מהו תיקון כריתת נוקלאוטידים?
Nucleotide Excision Repair (NER) היא מערכת חשובה לתיקון כריתת DNA בתאים. הוא מסוגל לתקן ולהחליף אזורים פגומים באורך של עד 30 בסיסים והוא מכוון על ידי גדיל התבנית הלא פגום. נזקי DNA נפוצים מתרחשים עקב קרינה אולטרה סגולה ו-NER מגן על DNA על ידי תיקון הנזקים הללו מיד לפני הפיכתם למוטציות ומעבר לדורות הבאים או לגרום למחלות. NER מספקת באופן ספציפי הגנה מפני מוטציות הנגרמות בעקיפין על ידי גורמים אקסוגניים כגון חומרים מסרטנים סביבתיים וכימיים. NER נראה כמעט בכל האורגניזמים, והוא מזהה נזקים הגורמים לעיוות משמעותי בסליל ה-DNA.
תהליך ה-NER כרוך בפעולה של חלבונים רבים כגון XPA, XPB, XPC, XPD, XPE, XPF, XPG, CSA, CSB וכו' ומתקדם באמצעות מספר מנגנונים דמויי חיתוך והדבקה. חלבונים אלו חיוניים להשלמת תהליך התיקון, ופגם באחד מחלבוני ה-NER הוא חיוני ויכול לגרום לתסמונות רצסיביות נדירות: xeroderma pigmentosum (XP), תסמונת קוקיין (CS) והצורה הרגישה לאור של הפרעת השיער השביר. trichothiodystrophy (TTD).
איור 02: תיקון כריתת נוקלאוטידים
מה ההבדל בין תיקון כריתת בסיס לתיקון כריתת נוקלאוטידים?
תיקון כריתת בסיס לעומת תיקון כריתת נוקלאוטיד |
|
| תיקון כריתת בסיס (BER) היא מערכת תיקון DNA המתרחשת בתאים. | תיקון כריתת נוקלאוטידים (NER) הוא סוג אחר של מערכת תיקון DNA שנמצאת בתאים. |
| זיהוי תוספי DNA | |
| BER מתקן נזקים לתוספות DNA קטנות. | NER תיקון תוספות DNA גדולות. |
| DNA Damages | |
| BER מזהה את הנזקים שאינם גורמים לעיוותים משמעותיים לסליל ה-DNA. | NER מזהה את הנזקים הגורמים לעיוותים משמעותיים לסליל ה-DNA. |
| סיבות לנזקי DNA | |
| BER מתקן את הנזקים הנגרמים על ידי מוטגנים אנדוגניים. | NER מתקן את הנזקים הנגרמים על ידי מוטגנים אקסוגניים. |
| מורכבות | |
| BER היא מערכת התיקון הכי פחות מורכבת | זה יותר מורכב מ-BER. |
| Need for Proteins | |
| BER אינו דורש חלבונים אחרים. | NER דורש כמה מוצרי גנים, במיוחד חלבונים, כדי להבחין בין אזורים פגומים ולא פגומים. |
| התאמה | |
| BER מתאים לתיקון נזקי בסיס בודדים. | NER מתאים להחלפת האזורים הפגועים. |
סיכום – תיקון כריתת בסיס לעומת תיקון כריתת נוקלאוטיד
NER ו-BER הם שני סוגים של תהליכי תיקון כריתת DNA המצויים בתאים. BER מסוגל לתקן נזקים קטנים הנגרמים באופן אנדוגני בעוד ש-NER מסוגל לתקן אזורי נזק באורך של עד 30 זוגות בסיסים הנגרמים בעיקר על ידי אקסוגנית. BER שונה מ-NER בסוגי המצעים המוכרים ובאירוע המחשוף הראשוני. BER יכול גם לזהות נזקים שלא נגרמו על ידי עיוותים משמעותיים בסליל ה-DNA בעוד ש-NER מזהה עיוותים משמעותיים של סליל ה-DNA. זה ההבדל בין תיקון כריתת בסיס לכריתת נוקלאוטידים.
