Βασική διαφορά – Τοποϊσομεράση I έναντι II
Το DNA χρειάζεται ένα κύτταρο για να διαιρεθεί σε δύο θυγατρικά κύτταρα με κυτταρική διαίρεση. Το DNA αντιγράφεται με αντιγραφή DNA. Άρα, θα πρέπει να υπάρχει ένας ειδικός μηχανισμός για την αναπαραγωγή του εξαιρετικά τραυμένου σπειροειδούς DNA. Η τοποϊσομεράση είναι ένα ένζυμο που μπορεί να κόψει το DNA σε ένα συγκεκριμένο σημείο και να ξετυλίξει τη συστροφή του DNA και να ανακουφίσει τη φύση του υπερπηνίου του DNA. Είναι το ένζυμο που συμμετέχει στην περιέλιξη και το ξετύλιγμα του DNA. Το πρόβλημα περιέλιξης του DNA εγείρεται λόγω της συνυφασμένης δομής του δίκλωνου DNA. Αυτοί οι τύποι τοπολογικών προβλημάτων που δημιουργούνται στους διπλασιασμένους κλώνους του DNA μπορούν να διορθωθούν με τοποϊσομεράσες. Συνήθως κόβουν τη ραχοκοκαλιά του φωσφορικού DNA είτε τον έναν είτε και τους δύο κλώνους και επιτρέπουν στην δομή του υπερπηνίου DNA να ξετυλιχθεί. Αργότερα η ραχοκοκαλιά του DNA επανασφραγίζεται ξανά. Οι βακτηριακές και οι ανθρώπινες τοποϊσομεράσες έχουν παρόμοιους μηχανισμούς. Η τοποϊσομεράση I και II είναι μέθοδοι αντιμετώπισης του υπερτυλιγμένου DNA. Η τοποϊσομεράση Ι κόβει έναν κλώνο στο δίκλωνο DNA και δεν απαιτείται ATP για τη λειτουργία του. Από την άλλη πλευρά, η Τοποϊσομεράση II κόβει και τους δύο κλώνους στο DNA και χρειάζεται ATP για τη δραστηριότητά της. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ Τοποϊσομεράσης Ι και ΙΙ.
Τι είναι η Τοποϊσομεράση Ι;
Η τοποϊσομεράση Ι είναι μια κατηγορία ενζύμων που περιλαμβάνει τη ρύθμιση της υπερέλιξης του DNA. Διαχειρίζονται την υπερέλιξη στο DNA δημιουργώντας μονόκλωνα σπασίματα και υποβιβάζοντας τους κλώνους του DNA. Ο ρόλος τους είναι εξαιρετικά σημαντικός για την αντιγραφή και τη μεταγραφή του DNA. Υποδιαιρούνται περαιτέρω σε τύπου IA και τύπου IB. Οι τοποϊσομεράσες τύπου ΙΑ αναφέρονται ως προκαρυωτικές τοποϊσομεράσες Ι. Από την άλλη πλευρά, οι τοποϊσομεράσες τύπου ΙΒ αναφέρονται ως ευκαρυωτικές τοποϊσομεράσες Ι. Οι τοποϊσομεράσες τύπου ΙΑ και τύπου ΙΒ είναι λειτουργικά διαφορετικές. Η προκαρυωτική τοποϊσομεράση Ι μπορεί να ξαναζήσει μόνο τα αρνητικά υπερπηνία DNA. Και η ευκαρυωτική τοποϊσομεράση I μπορεί να εισαγάγει θετικά υπερσπείρα DNA, επίσης διαχωρίζουν το DNA του θυγατρικού χρωμοσώματος μετά την αντιγραφή και χαλαρώνοντας αυτό το DNA.
Εικόνα 01: Τοποϊσομεράση I και II
Η τοποϊσομεράση I Ecoli είναι ένα ολοένζυμο με τρία άτομα Zn (II) στα μοτίβα τετρακυστεΐνης κοντά στο καρβοξυτελικό άκρο του. Έχει βάρος 97 kDa. Η τοποϊσομεράση Ι έχει αρκετά ασυνήθιστα χαρακτηριστικά. Δεν χρειάζεται υδρόλυση ATP για να καταλύσει την τοπολογική αναδιάταξη του DNA. Το χαρακτηριστικό εξόδου της τοποϊσομεράσης Ι είναι ότι είναι ένα πλήρως λειτουργικό μονομερές, ενώ τα περισσότερα ένζυμα που περιλαμβάνουν τις σύνθετες τοπολογικές αναδιατάξεις του DNA είναι ολιγομερικής φύσης.
Τι είναι η Τοποϊσομεράση II;
Για να διαχειριστεί τα μπερδέματα και τα υπερπηνία του DNA, η τοποϊσομεράση τύπου II έκοψε και τους δύο κλώνους DNA ταυτόχρονα. Χρειάζονται υδρόλυση ATP για αυτή τη δραστηριότητα. Η τοποϊσομεράση τύπου II αλλάζει τον αριθμό σύνδεσης του κυκλικού DNA κατά ± 2. Ταξινομούνται ευρέως σε δύο κατηγορίες και συγκεκριμένα, Τύπου II Α και Τύπου IIB.
Εικόνα 02: Τοποϊσομεράση II
Τοποϊσομεράσες τύπου II A περιλαμβάνουν βακτηριακή γυράση DNA, ευκαρυωτική τοποϊσομεράση II, ευκαρυιακή ιική τοποϊσομεράση άλφα & βήτα και τοποϊσομεράση IV. Οι τοποϊσομεράσες Β τύπου II περιλαμβάνουν την τοποϊσομεράση VI που βρίσκεται στα αρχαία και την τοποϊσομεράση VI που βρίσκεται σε ανώτερα φυτά. Η λειτουργία της τοποϊσομεράσης II είναι να κόβει και τους δύο κλώνους μιας διπλής έλικας DNA και να περνάει μια άλλη αδιάσπαστη έλικα DNA μέσω αυτής. Τέλος, τα κομμένα άκρα υποβιβάζονται ξανά. Μόρια αναστολέα για την τοποϊσομεράση II μπορούν να βρεθούν ως Hu-331, ICRF-193 και μιτινδομίδη.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της τοποϊσομεράσης Ι και ΙΙ;
- Και τα δύο είναι ένζυμα που εμπλέκονται στην ανακούφιση των υπερσπείρων.
- Και τα δύο βρίσκονται σε προκαρυωτικούς οργανισμούς καθώς και σε ευκαρυωτικούς οργανισμούς.
- Τόσο οι λειτουργίες τοποϊσομεράσης Ι και ΙΙ είναι εξαιρετικά σημαντικές για τη διατήρηση της σωστής αντιγραφής και μεταγραφής του DNA στο ζωντανό κύτταρο.
- Και τα δύο είναι από τη φύση τους πρωτεΐνη.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Τοποϊσομεράσης Ι και ΙΙ;
Τοποϊσομεράση I vs Τοποϊσομεράση II |
|
| Τοποϊσομεράση τύπου Ι είναι ένα ένζυμο που αλλάζει τον βαθμό υπερτυλίγματος του DNA προκαλώντας σπασίματα και υποβιβασμό μονής έλικος. | Τύπος ΙΙ τοποϊσομεράση είναι ένα ένζυμο που αλλάζει τον βαθμό υπερέλιξης του DNA προκαλώντας σπάσιμο και υποβιβασμό διπλών κλώνων. |
| Υδρόλυση ATP | |
| Τοποϊσομεράση I δεν χρειάζεται υδρόλυση ATP για τη λειτουργία της. | Η τοποϊσομεράση II πρέπει να χρειάζεται υδρόλυση ATP για τη λειτουργία της. |
| Διακοπή DNA | |
| Τοποϊσομεράση I κάνει μονόκλωνα διαλείμματα. | Η τοποϊσομεράση II σπάει διπλούς κλώνους. |
| Δομή | |
| Η τοποϊσομεράση Ι είναι μονομερές. | Η τοποϊσομεράση II είναι ένα ετεροδιμερές. |
| Αλλαγή του συνδετικού αριθμού του κυκλικού DNA | |
| Η τοποϊσομεράση I αλλάζει τον αριθμό σύνδεσης του κυκλικού DNA κατά μονάδες αυστηρά 1 ή πολλαπλάσια του 1(n). | Η Η τοποϊσομεράση II αλλάζει τον αριθμό σύνδεσης του κυκλικού DNA κατά μονάδες ±2. |
Σύνοψη – Τοποϊσομεράση I vs II
Οι τοποϊσομεράσες είναι τα ένζυμα που εμπλέκονται στην περιέλιξη ή το ξετύλιγμα του DNA. Ανακουφίζουν τα υπερπηνία του DNA και διευκολύνουν την αντιγραφή και τη μεταγραφή του DNA. Αυτά τα ένζυμα μπορούν να βρεθούν σε όλους σχεδόν τους οργανισμούς όπως π.χ. ανθρώπους, βακτήρια, ανώτερα φυτά, άλλα βακτήρια και αρχαία. Οι τοπολογικές αναδιατάξεις του DNA γίνονται από τοποϊσομεράσες. Η υδρόλυση ATP δεν χρειάζεται για τη λειτουργία της τοποϊσομεράσης Ι. Η τοποϊσομεράση Ι κόβει μονή αλυσίδα στο DNA. Από την άλλη η τοποϊσομεράση II κόβει και τους δύο κλώνους στο DNA και χρειάζεται ATP για τη λειτουργία ή τη δραστηριότητά τους. Αργότερα αυτές οι περικοπές στη ραχοκοκαλιά του DNA σφραγίζονται ξανά. Οι βακτηριακές και οι ανθρώπινες τοποϊσομεράσες έχουν παρόμοιους μηχανισμούς στη φύση. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ Τοποϊσομεράσης Ι και ΙΙ.
Κατεβάστε την έκδοση PDF του Topoisomerase I vs II
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τη σημείωση παραπομπής. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ τοποϊσομεράσης I και II
