https://www.researchgate.net/scientific-contributions/39493768_Per_Arne_Aas.
Otettava huomioon sen erityinen alue aineenvaihdunnassa.
Genomista metabolisiin aitioihin ja eritykseen.
Metabolisena välituotteena se on tärkeä.
Genomisena sen normaaliesiintymä on RNA.ssa.
Per Arne Aas käsiteli U:n osuutta. väitöstöistään alkaen.
UNG geeni
On olemassa pieniä
proteiineja, joita koodaa UNG
geeni (Urasiili DNA
glykosylaasit). Nämä glykosylaasit eivät saa rikkoa RNA:n
rakenteita eivätkä ne otakaan niitä urasiileja, jotka ovat
muodossa dU, dUMP, U tai RNA. Vaan niillä on UDG-aktiviteetti.
DNA REPAIR MECHANISM
on kappale sinänsä, mutta tässä keskityn vain urasiiliasiaan,
joka on kappaleen alaotsikkoja.
Siis urasiileja tulee sytosiineista
deaminoitumalla
spontaanisti päivittäin 100-500 kpl ihmissolussa.
Sytosiini , C, on suojatumpana dsDNA:ssa kuin ssDNA:ssa ja deaminoituu
100 kertaa nopeammin ssDNA:ssa.
Lisäksi DNA:ssa 3 % sytosiinista metyloituu 5-asemaan ja 5-meC
puolestaan demetyloituu 3-5 kertaa nopeammin kuin sytosiini, joten
tulee tymiiniäkin,T, aika vauhtia kiertotietä: Mutta tämä tymiini
taas aiheuttaa T:G mismatch-tilanteen, ellei korjaanu ennen
replikaatiota.
Tässä onkin sitten lisäksi
tuntematonta tekijää, johon täytyy sen irronneen tymiinin osalta
tarkemmin keskittyä myöhemmin. Kun se tippuu jonnekin (minne)
hajoaako se , vai säilyykö se ja rikastuuko se uudestaan ?
( Minne ne tymiinimäärät
menevät? Luulisi että kun niillä on vaikea synteesi, niilä olisi
salvage )
Mutta nyt urasiilin puolelle.
"UNG-proteiinit (uracil DNA glykosylaasit)
ovat kooltaan 19-35 kDa ja
niillä on korkea turn over - nopeus verrattuna muihin glykosylaaseihin.
Urasiili poistuu
nopeammin U:G parista kuin U:A-parista
Urasiili, joka sijaitsee DNA:n 3´-päässä on myöskin huonompaa
substraattia UNG-proteiineille kuin 5´-urasiili kun desoxyriboosi on
fosforyloituna. Tätä korjaavaa entsyymiä estää urasiili,
urasiilianalogit 6-aminourasiili ja 5-azaurasiili.
UNG sitoutuu ja scannaa DNA:ta
pitkin pientä kuoppaa ja havainnee paikallisen helixheikkouden
nappaamalla fosfaattirungosta. Kun UNG tapaa urasiilin, se
taivuttaa DNA- runkoa 45 astetta ja aiheuttaa urasiilin irtautumisen
heliksistä ja putoamisen entyymitaskuun. Vako on positiivisesti
varautunut Entsyymn leusiini 272- sivuketju pitää sijaa tyhjällä
emäspaikalla kuin ” tikkua ovenvälissä” tukeakseen
extrahelikaalista konformaaiota. Urasiili roterataan 90 astetta
desoksyriboosin suhteen, jolloin glykosyylisidos destabilisoituu
eikä DNA enää vedä sitä. (”Pinch-push-pull” on
glykosylaasin mekanismi). Lisäksi AP-kohta saa suojaa, kunnes
endonukleaasi (APE1)
ehtii sinne korjaamaan paikalle oikean emäksen.
UNG-proteiinit ovat korkeasti
spesifisiä glykosylaaseja, mutta voivat vapauttaa myös joitain
cytosiinin oksidaatiotuotteita kuten alloksaania, isodialuric-happoa,
5-hydroxyurasiilia ja 5-fluorourasiilia"
UNG-proteiinit omaavat myös
erityisiä piirteitä verrattuna muihin glykosylaaseihin. Niiden
aktiviteetti on 2-3 kertaa suurempi ssDNA:ta kohtaan kuin dsDNA:ta
kohtaan, mikä on tietysti edullinen seikka, koska ssDNA
stabiliteettikin on heikompi.
UNG2 on tärkeimpiä
näistä glykosylaaseista .
UNG geenin Lokalisaatio 12q24.1.
Koko: UNG1 on 304 aminohappoa
ja UNG2 on 313 aminohappoa.
UNG1 on mitokondriaalinen
ja UNG2 on nukleaarinen
ja sijaitsee
replikaatio fokuksissa ja sillä on interaktiota
replikaatioproteiinin A (RPA) ja muiden DNA-korjausprotiinien
kanssa.
Sillä on
interaktio
PCNA kanssa (proliferating cell nuclear antigen),
joten arvellaan, että se sijaitsee aivan juuri siinä, missä uusi
DNA on replikoitumassa, replikaatiohaarukan edessä tai voi poistaa
urasiilia (U) juuri muodostuneesta DNA:sta. Tämä sopisikin siihen
seikkaan, että urasiilinpoistokyky on nopea ja mahdollisesti UNG2
pysyy samassa tahdissa nopeasti liikkuvan replikaatiohaarukan
kanssa
UNGmRNA esiintyy kaikissa kudoksissa, eniten mitokondriapitoisissa, kuten lihas ja sydän.
UNG2 mRNA taas esiintyy kudoksissa missä soluproliferaatio on korkea.
UDG-aktiviteetti
on osoittautunut olevan solusyklin säätelemä seikka, pääsäätö
tapahtuu transkriptiotasossa. UNG1-mRNA ja UNG2-mRNA säätyvät
solusyklistä käsin. Myöhäisessä G1/ S faasissa säätyy nämä
2,5 ja vastavaasti 5 kertaisiksi pitoisuuksiltaan. Tätä seuraa
UDG-aktiviteetin nousu 4-5 kertaiseksi myöhäis S- vaiheessa
verrattuna alkavan G1 vaiheeseen. S- faasin jälkeen UNG2 mRNA
alanee nopeasti ja UNG1 mRNA hitaasti. Siis: Kun on replikaatio,
niin silloin UNG alkaa toimii tehokkaasti.
Miksi tämä UNG- geenifunktio on tärkeä?
Puhutaan V(D)J
rekombinaatioista luuytimessä. B-lymfosyytit tekevät antibodeja ja
antibodimuodostus taas tarvitsee omat vaihteensa, joka käyttää
geneettistä taustakoneistoa. Class
switch recombination
(CSR) tarvitaan immunoglobuliinigeenien taustalla. B-solut omaavat
tietyt geneettiset potentiaalit, kun ne ovat kypsiä ja
itukeskuksissa kehossa. Niiden DNA:ssa on mahdollisuuksia
äärimmäisiin erilaistumisiin, CSR:n
lisäksi on
somaattisia hypermutaatioita (SHM) taustalla. Mm. näistä kahdesta
seikasta seuraa B-solujen kyky
tehdä erilaisia antigeenivasteita
peruslukemilta: IgM, IgG, IgA, IgE.
Jos tekijä AID (ctivation
induced deaminase, targeted
urasiilin muodostus!)
puuttuu, kehittyy
liikaa IgM-tyyppistä
immunoglobuliinia. (CSR ja SHM ei esiinny), sekundaari lymfakudos
on proliferoitunutta. Saman tapaista aiheuttaa, jos UNG2- vajausta
esiintyy. (CSR on häiriintynyt ja SHM puutteellinen)
Tässä on kyse tilanteesta,
missä Cytosiinin muutosta urasiiliksi keho käyttää tehdessään
target-DNA:ssa vaihteen, jossa sitten UNG2 tekee abaasisen
kohdan, joka voi prosessoitua molemmat vastaavat DNA-emäkset
poistavaksi hyvänä merkkinä vaihdealueessa,
stanssi! NHEJ
liittää päät kuten V(D)J- rekombinaatiossa (NHEJ, non- homologous
end-joining). Tämän function vaurio altistaa bakteeritulehduksille.
Muut urasiili DNA glykosylaasit
In vivo on muitakin UDG
aktiviteettia omaavia entsyymeitä urasiileja irrottamassa kuin em
UNG- geenin koodama UNG.
On mainittava ainakin kolme
muuta: TDG, SMUG1 ja MBD4, jotka pystyvät ottamaan urasiileja pois
DNA:sta. Ne poistavat myös eräitä urasiilianalogeja kuten
5-hydroksymetylurasiilia, 3,N-etenosytosiinia, 5-fluorourasiilia.
(UNG2 ja SMUG1 poikkeavat
muista glykosylaaseista siinä, että ne pystyvät irrottamaan
korkeammalla aktiviteetilla U:n ssDNA.sta).
SMUG1 (1999, 2001,2003)
on Single- strand selective
monofunctional Uracil-DNA glykosylase ( 1999) . Nimi on sikäli
erheellinen että se
ottaa urasiilia sekä U:G että myös U:A- pareista.
Poistaa myös 5-hU ja 5-foU.
Sijainti genomissa:
12q13.1-q14.
Koko 270 aa.
TDG (1993, 2002)
on T(U) mismatch glykosylaasi,
joka ottaa pois T tai U-emäksen dsDNA- mismatch tilanteessa.
Entsyymi hoitaa ensisjaisesti U:G mismatch ja sitten T:G mismatch-
tilanteen. TDG on reportoitu transkriptiotekijäksikin.
Sijainti genomissa: 12q24.1.
Koko 410 aa.
MBD4, myös käytetään nimeä MED1 (1999, 2001)
Tämä ” methyl- binding
domain protein 4” on monofunktionaalinen glykosylaasi, joka
sitoutuu T:G tai T:U mismatch kohtiin ja vapauttaa T tai U näistä
kohdista. Se kiinnittyy myös metyloituneeseen DNA:han in vitro ja
saattanee vastavaikuttaa siihen mutageenisyyteen, mikä seuraa
5-metyylisytosiinin (5-meC) deaminoituessa tymiiniksi(T).
Tämän entsyymin kunto on
syövän suhteen
estävä seikka
(1999)!
Entsyymissä on
glykosylaasidomaani ja erillinen metyyliä sitova domaani. Tässä
on kohta , joka on onkologian suhteen tärkeä.
Sijainti genomissa: 3q21.22.
Koko 580 aa.
Yhteenveto siitä, miten urasiilia tai hydroxymetylurasiilia voi korjata pois genomista
Replikoitumattomasta tai
replikoituvasta osasta.
( Tri P Aas piirsi tästä
kuvan)
Nukleoplasmi/ nukleoli,
replikoitumaton osa
a.
Tymiinin oksidaatiosta on
tullut 5-HmU:A
Oksidatiosta ja
deaminaatiosta on seurannut 5-meC ja täten 5-meU:G
Tilanne: Kromatidissa
esiintyy pari HmU:A ja HmU:G.
Korjaus: SMUG1
Short patch BER (Base Excision
Repair): APE1(AP endonukleaasi) , polymeraasi beetta, XRCC1,
LigaasiI, Ligaasi III
(BER-tie poistaa solusta
päivittäin 10 000 DNA leesiota)
b. Cytosiinin deaminaatiosta
on seurannut dsDNA tai ssDNA:ssa virhe
Tilanne: U:G
Korjaus UNG2 ( nukleoplasma);
SMUG1 ( nukleoli), (MED4, methyl binding domain4), (TDG; T(U)
mismatch glykolase)
Short patch BER: APE1,
polymeraasi beetta, XRCC1 ( BER- koordinaattoriproteiini),
Ligaasi I ja Ligaasi III
Multiproteiinikompleksi UNG2:n
kanssa.
Replication foci
a.
Cytosiinin deaminaatio
ssDNA:ssa tapahtunut.
Tilane: esiintyy U
Korjaus: UNG2
Urasiilin excisio, poistaminen
UNG2-entsyymillä; haarukan regressio tai rekombinaatio käyttämällä
informaatiota sisarkromatidista, joka tässä kohdassa nyt on
kapeasti ds; tai transleesiosynteesi (TLS)
b.
Replikaation tapahtuessa
inkorporoituu vahingossa dUMP.
Tilanne tulee U:A
Korjaus: UNG2
Long patch BER: APE2 (?),
Polymeraasi delta ja epsilon, PCNA, FEN1 (flap endonuclease 1) ,
Ligaasi I.
(DNA-korjausmekanismeista teen
suomalaista yhteenvetoa parhaillaan tästä allaolevasta lähteetä)
Lähde:
AAS PER ARNE (NTNU 2004
Norwegian Cancer Society) Macromolecular maintenance in human cells-
Repair of uracil in DNA and methylations in DNA and RNA
Harper::Review of
physiological chemistry
Kommentti: harkitsisin tuota UMP asiaa. Pitäsii katsoa minne se suolistossa livistää. Tokko se genomitasoon kuitenkaan pääsee. Mutta pidän sitä vähän erikoisena aineksena vitamiinien joukossa.
vaikka olenhan sitä katsonut toista kymmentä vuotta sokeriaineenvaihdunnan kartalla- aivo ja rintarauhanen käyttävät tuota UTP vaihdetta energia-alueaitioissan ja rakenteittensa koostamisessa. Rintarauhanen käyttää järejtelmää tuotamaan laktoosia. Ja ilmeisesti suolisolussa laktoosin käistetlyssä on eduksi että UTP ja UDP muodostuu. Ehkä suolisolussa UMP jollain tavalla pääsee vaikutamaan tähän alueeseen. Galaktoosi menee nopeasti soluun ja sen pitää päästä lopulta epimeroitumaan UDP-glukoosiksi ja siinät arvitaan UTP.
Minne nukleotidit suolesta menee? Löytyi englantilaista selistystä.
https://www.livestrong.com/article/471632-what-are-nucleotides-and-what-foods-can-they-be-found-in/
- Two major classes of nucleotides make up DNA and RNA: purines and pyrimidines. Pyrimidine nucleotides contain a single-ring molecular structure bonded to a sugar molecule, whereas purines contain a double-ringed structure bonded to the sugar molecule. DNA contains two purines, called adenine and guanine, as well as two pyrimidines, thymine and cytosine. RNA contains similar nucleotides, with the purine uracil found in place of thymine. The presence of all five nucleotides proves important for cellular function.
- You absorb nucleotides from the food you eat, and dietary sources provide the nucleotides your cells need to survive. The nucleotides in food are typically present as long strands of genetic material, which can contain several million nucleotides. After a meal, your pancreas secretes two types of enzymes, deoxyribonucleases, which break down DNA, and ribonucleases, which break down RNA. These enzymes cleave the DNA or RNA from your food into shorter chains of nucleotides, which your body then absorbs and transports to your cells for use.
- Since almost all foods and beverages are made up of either intact cells or cellular contents, almost all foods provide a source of nucleotides. In general, you should consume adequate nucleotides regardless of the specific foods that make up your diet. Consume grains, meats, fish, nuts, legumes, fruits and vegetables, fruit juices and milk as sources of nucleotides, as well as sources of several other nutrients.
Special Circumstances https://books.google.se/books?id=lWGESsimCggC&pg=PA352&lpg=PA352&dq=digestion+of+nucleotides&source=bl&ots=jkk6MdI_zK&sig=mFNdFdzuVVQpgz13iJVxUYWi5PM&hl=sv&sa=X&ved=0ahUKEwiG8tfP5LvXAhVjQpoKHYC8A8sQ6AEIbjAI#v=onepage&q=digestion%20of%20nucleotides&f=falseIn rare cases, individuals may lack the ability to digest DNA and RNA from their food properly, preventing their bodies from breaking down and absorbing nucleotides. For example, the rare genetic disorder pancreatic agenesis prevents the production and secretion of digestive enzymes. Individuals suffering from the disorder often take digestive enzymes to aid in the digestion of DNA and RNA, as well as the proteins, carbohydrates and fats in food.
- https://en.wikipedia.org/wiki/Cyclic_nucleotide
- Tiedetään aika paljon ATP:stä, cAMP signaalijärejstelmästä,
- GTP:stä, cMP järejstelmästä, CTP ja cCTP järjestelmästä.
- Vähemmän TTP ja UTP järjstelmistä. cUMP karttaa opn hieman olemassa.
