डीएनए क्षति और मरम्मत मार्ग
वे घाव जो लगातार जीनोम को खतरे में डालते हैं और समर्पित एंजाइमी मार्ग जो अनुक्रम को अक्षुण्ण रखने के लिए क्षतिग्रस्त डीएनए को पहचानते हैं, हटाते हैं और पुनः संश्लेषित करते हैं।
Definition
डीएनए मरम्मत मार्ग एंजाइमी प्रणालियाँ हैं जो डीएनए घाव या गलत युग्मन के विशिष्ट वर्गों का पता लगाती हैं और मूल अनुक्रम को बहाल करती हैं, आमतौर पर क्षतिग्रस्त क्षेत्र को हटाकर और पूरक स्ट्रैंड या समरूप टेम्पलेट का उपयोग करके इसे पुनः संश्लेषित करके।
Scope
यह विषय डीएनए क्षति के प्रमुख प्रकारों — बेस संशोधन, एबेसिक साइट्स, भारी एडक्ट्स, मिसमैच और स्ट्रैंड ब्रेक — और प्रत्येक के लिए मेल खाने वाले मरम्मत मार्गों का सर्वेक्षण करता है: प्रत्यक्ष उत्क्रमण, बेस एक्सिशन मरम्मत, न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन मरम्मत, मिसमैच मरम्मत, और समरूप पुनर्संयोजन और गैर-समरूप एंड जॉइनिंग द्वारा डबल-स्ट्रैंड ब्रेक मरम्मत। यह प्रत्येक मार्ग के तर्क और चरणों का वर्णन करता है, न कि मरम्मत-कमी विकारों के नैदानिक प्रबंधन का।
Core questions
- डीएनए क्षति के प्रमुख प्रकार क्या हैं और वे कहाँ से आते हैं?
- एक कोशिका प्रत्येक प्रकार के घाव को सही मरम्मत मार्ग से कैसे मिलाती है?
- एकल क्षतिग्रस्त बेस को जानकारी खोए बिना कैसे हटाया और बदला जाता है?
- सबसे खतरनाक घाव, डबल-स्ट्रैंड ब्रेक की मरम्मत कैसे की जाती है?
Key theories
- घाव-अनुरूप मरम्मत मार्ग
- कोशिकाएं कई विशिष्ट मार्ग बनाए रखती हैं, प्रत्येक क्षति के एक वर्ग के लिए अनुकूलित होता है — छोटे बेस घावों के लिए बेस एक्सिशन मरम्मत, भारी हेलिक्स-विकृत एडक्ट्स के लिए न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन मरम्मत, और प्रतिकृति त्रुटियों के लिए मिसमैच मरम्मत — ताकि प्रत्येक घाव के लिए उचित मशीनरी को भर्ती किया जा सके।
- टेम्पलेट-निर्देशित बहाली
- क्योंकि डीएनए डबल-स्ट्रैंडेड होता है, अधिकांश मरम्मत एक स्ट्रैंड से क्षतिग्रस्त हिस्से को हटा देती है और सही अनुक्रम को बहाल करने के लिए अक्षुण्ण पूरक स्ट्रैंड (या, ब्रेक के लिए, एक समरूप डुप्लेक्स) को टेम्पलेट के रूप में उपयोग करती है।
Mechanisms
बेस एक्सिशन मरम्मत में, एक डीएनए ग्लाइकोसिलेज़ एक क्षतिग्रस्त बेस को हटाता है, एक एंडोन्यूक्लिएज़ एक गैप को काटता है, और पॉलीमरेज़ और लाइगेज़ इसे भरते और सील करते हैं। न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन मरम्मत भारी विकृतियों को पहचानती है, घाव वाले एक छोटे ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड को हटाती है, और गैप को पुनः संश्लेषित करती है। मिसमैच मरम्मत प्रतिकृति के बाद के मिसपेयर का पता लगाती है, नए बने स्ट्रैंड को पहचानती और हटाती है, और इसे पुनः संश्लेषित करती है। डबल-स्ट्रैंड ब्रेक की मरम्मत या तो समरूप पुनर्संयोजन द्वारा की जाती है, जो एक सिस्टर डुप्लेक्स से लापता जानकारी की प्रतिलिपि बनाता है, या गैर-समरूप एंड जॉइनिंग द्वारा, जो टूटे हुए सिरों को सीधे जोड़ता है।
Clinical relevance
इन मार्गों में वंशानुगत दोष उत्परिवर्तजन के प्रति संवेदनशीलता और कैंसर के बढ़ते जोखिम से चिह्नित विकारों का कारण बनते हैं, और कई कैंसर उपचार ट्यूमर मरम्मत की कमियों का फायदा उठाते हैं; यह प्रविष्टि ऐसे संबंधों को महत्व के रूप में प्रस्तुत करती है और कोई नैदानिक या उपचार मार्गदर्शन प्रदान नहीं करती है।
History
बीसवीं सदी के अंत तक, जैव रसायनज्ञों ने विशिष्ट मरम्मत मार्गों का विश्लेषण किया जो अब पाठ्यपुस्तकों में मानक हैं — बेस एक्सिशन, न्यूक्लियोटाइड एक्सिशन, और मिसमैच मरम्मत — इस कार्य को लिंडाहल, सांकर और मोड्रिच को डीएनए मरम्मत के यांत्रिक अध्ययनों के लिए 2015 के रसायन विज्ञान के नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।
Key figures
- Tomas Lindahl
- Aziz Sancar
- Paul Modrich
Related topics
Seminal works
- alberts2014
- watson2013
Frequently asked questions
- डबल-स्ट्रैंड ब्रेक विशेष रूप से खतरनाक क्यों होते हैं?
- दोनों स्ट्रैंड एक साथ टूट जाते हैं, इसलिए मरम्मत के लिए पास में कोई अक्षुण्ण पूरक स्ट्रैंड टेम्पलेट के रूप में उपलब्ध नहीं होता है; गलत मरम्मत से बड़े विलोपन या गुणसूत्र पुनर्व्यवस्था हो सकती है।
- मिसमैच मरम्मत को कैसे पता चलता है कि कौन सा बेस गलत है?
- यह नव-संश्लेषित स्ट्रैंड को लक्षित करता है, जो टेम्पलेट से इसे अलग करने वाले क्षणिक संकेत वहन करता है, इसलिए मूल सही बेस संरक्षित रहता है।