A principal diferença entre a junção final não homóloga e a repetição direta homóloga é que a junção final não homóloga é uma via que repara quebras de fita dupla no DNA que não requer um modelo homólogo para guiar o reparo, enquanto a repetição direta homóloga é uma via que repara quebras de fita dupla no DNA que requerem um modelo homólogo para guiar o reparo.
O reparo do DNA é um processo em que uma célula identifica e corrige danos nas moléculas de DNA. Geralmente, atividades metabólicas normais e fatores ambientais, como radiação, podem causar danos ao DNA. Esses fatores podem resultar em dezenas de milhares de lesões moleculares individuais por célula por dia. As vias de reparo de quebras de fita dupla de DNA são vias de reparo de DNA em células biológicas. Existem duas vias de reparo de quebras de fita dupla de DNA como junção de extremidade não homóloga e repetição direta homóloga.
O que é junção final não homóloga?
A junção de extremidade não homóloga (NHEJ) é uma via que repara quebras de fita dupla no DNA e não requer um modelo homólogo para guiar o reparo. Esta via foi encontrada por Moore e Haber em 1966. Esta via é tipicamente guiada por sequências curtas de DNA homólogo (microhomologias) que estão frequentemente presentes em saliências de fita simples nas extremidades de quebras de fita dupla. Quando as saliências são compatíveis, a via NHEJ repara a quebra das fitas duplas com precisão. No entanto, quando as saliências não são perfeitamente compatíveis, leva a um reparo impreciso que causará perda de nucleotídeos. A via inadequada do NHEJ pode levar a translocações, fusões de telômeros e marcas de células tumorais.
Figura 01: Junção de extremidades não homólogas
A via NHEJ tem três etapas principais: ligação e amarração final, processamento final e ligação. Em mamíferos, proteínas chamadas Mre11-Rad50-Nbs1 (MRN), DNA-PKcs, Ku (Ku70 e 80) estão envolvidas na ponte final. A etapa de processamento final envolve a remoção de nucleotídeos incompatíveis ou danificados e a ressíntese de DNA por DNA polimerases (preenchimento de lacunas). A remoção de nucleotídeos incompatíveis ou danificados é realizada por nucleases como Artemis. As polimerases de DNA da família X Pol λ e μ em mamíferos realizam o preenchimento da lacuna. O processamento final não é necessário se as extremidades já forem compatíveis e tiverem terminais 3'hidroxil ou 5'fosfato. Além disso, a etapa final de ligação é realizada pelo complexo de ligação IV que consiste em DNA ligase IV e seu cofator XRCC4.
O que é Repetição Direta Homóloga?
Homologous direct repeat (HDR) é uma via que repara quebras de fita dupla no DNA com o uso de um modelo homólogo para guiar o reparo. A maneira mais comum de repetição direta homóloga é através da recombinação homóloga. O mecanismo de HDR só é possível quando há um pedaço de DNA homólogo no núcleo, principalmente nas fases G2 e S do ciclo celular. A via biológica do HDR começa com a fosforilação da proteína histona chamada H2AX na área onde ocorre a quebra da fita dupla do DNA. Isso atrai outras proteínas para o local danificado. Em seguida, o complexo MRN se liga às extremidades danificadas e evita quebras cromossômicas. O complexo MRN também mantém as pontas quebradas juntas. Mais tarde, as extremidades do DNA são processadas de tal forma que resíduos desnecessários de grupos químicos são removidos e são formados saliências de fita simples.
Figura 02: Repetição Direta Homóloga
Cada pedaço de DNA de fita simples é coberto pela proteína chamada RPA, e sua função é manter os pedaços de DNA de fita simples estáveis. Depois disso, Rad51 substitui a proteína RPA. Além disso, ao trabalhar em conjunto com BRCA2, Rad51 acopla um pedaço de DNA complementar que invade a fita de DNA quebrada para formar um molde para a DNA polimerase. A DNA polimerase é mantida no DNA por outra proteína conhecida como PCNA. Em última análise, a polimerase sintetiza a parte que f alta da fita quebrada. Além disso, quando a fita quebrada é ressintetizada, ambas as fitas precisam desacoplar novamente. São sugeridos modelos para várias formas de desacoplamento. Depois que os fios são separados, o processo é concluído.
Quais são as semelhanças entre junção final não homóloga e repetição direta homóloga?
- A união de extremidades não homólogas e a repetição direta homóloga são duas vias de reparo de quebras de fita dupla do DNA.
- O complexo MRN está envolvido em ambas as vias.
- Nucleases estão envolvidas em ambas as vias.
- DNA polimerases estão envolvidas em ambas as vias.
- Esses mecanismos podem ser encontrados tanto em procariontes quanto em eucariontes.
- Ambos são mecanismos cruciais para a sobrevivência celular.
Qual é a diferença entre junção final não homóloga e repetição direta homóloga?
A junção de extremidade não homóloga é uma via que repara quebras de fita dupla no DNA que não requer um modelo homólogo para guiar o reparo, enquanto a repetição direta homóloga é uma via que repara quebras de fita dupla no DNA usando um modelo homólogo. Assim, esta é a principal diferença entre a junção de extremidade não homóloga e a repetição direta homóloga. Além disso, a recombinação homóloga não está envolvida na junção de extremidades não homólogas, enquanto a recombinação homóloga está envolvida na repetição direta homóloga.
O infográfico abaixo apresenta as diferenças entre a junção final não homóloga e a repetição direta homóloga em forma de tabela para comparação lado a lado.
Resumo – Junção final não homóloga vs repetição direta homóloga
O reparo do DNA pode ser feito por diferentes mecanismos, como reversão direta, reparo de danos de fita simples, reparo de quebras de fita dupla e síntese de translesão. A junção de extremidades não homólogas e as repetições diretas homólogas são duas vias de reparo de quebras de fita dupla de DNA. A junção de extremidades não homólogas não requer um modelo homólogo para guiar a via de reparo do DNA. A repetição direta homóloga é uma via que requer um molde homólogo para guiar o reparo do DNA. Portanto, esta é a principal diferença entre a junção final não homóloga e a repetição direta homóloga.
