Η βασική διαφορά μεταξύ προκαρυωτικής και ευκαρυωτικής τοποϊσομεράσης είναι η κυτταρική προέλευση της τοποϊσομεράσης. Οι προκαρυωτικές τοποϊσομεράσες υπάρχουν στα κύτταρα προκαρυωτικής κυτταρικής προέλευσης ενώ οι ευκαρυωτικές τοποϊσομεράσες υπάρχουν μεταξύ των οργανισμών με ευκαρυωτική κυτταρική προέλευση. Επιπλέον, διαφέρουν και στην κατανομή. Οι προκαρυωτικές τοποϊσομεράσες υπάρχουν στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου ενώ οι ευκαρυωτικές τοποϊσομεράσες κατανέμονται στον πυρήνα.
Μια ισομεράση είναι μια ομάδα ενζύμων που καταλύουν τη δομική αναδιάταξη των μορίων. Η τοποϊσομεράση είναι ένας τύπος ισομερασών. Τροποποιεί την τοπολογία του μορίου του DNA ρυθμίζοντας την υπερέλιξη του DNA. Κόβει και επανασφραγίζει έναν ή και τους δύο κλώνους του διπλού DNA. Επομένως, το DNA μπορεί να υποστεί αντιγραφή, μεταγραφή, επιδιόρθωση και χρωμοσωμικό διαχωρισμό. Υπάρχουν δύο τύποι τοποϊσομερασών, η τοποϊσομεράση I και II.
Τι είναι η προκαρυωτική τοποϊσομεράση;
Προκαρυωτικό DNA Οι τοποϊσομεράσες είναι τα ένζυμα που απαιτούνται κατά την αντιγραφή του προκαρυωτικού DNA. Ανακουφίζουν από το στρες κατά την υπερέλιξη του DNA προκαλώντας μονόκλωνα και δίκλωνα σπασίματα.
Τύποι προκαρυωτικών τοποϊσομερασών
Οι τοποϊσομεράσες Τύπου Ι είναι υπεύθυνες για μονόκλωνες θραύσεις, ενώ οι τοποϊσομεράσες Τύπου ΙΙ προκαλούν δίκλωνα σπασίματα. Το Topo IA, το Topo IC και το Reverse Gyrase είναι οι τρεις κύριοι τύποι προκαρυωτικών τοποϊσομερασών που υπάρχουν κυρίως σε βακτήρια και αρχαία. Ο τύπος ΙΙΑ και ο τύπος ΙΙΒ είναι τοποϊσομεράσες τύπου ΙΙ που υπάρχουν σε προκαρυώτες.
Η καμπτοθεκίνη και η μη καμπτοθεκίνη αναστέλλουν τη δράση της προκαρυωτικής τοποϊσομεράσης τύπου Ι και είναι γνωστά φάρμακα για αντικαρκινικές θεραπείες.
Τι είναι η ευκαρυωτική τοποϊσομεράση;
Ευκαρυωτικές τοποϊσομεράσες συμμετέχουν στην αντιγραφή του ευκαρυωτικού DNA. Βοηθούν στην αφαίρεση θετικών και αρνητικών υπερπηνίων κατά το ξετύλιγμα της διπλής έλικας στη φάση έναρξης της αντιγραφής
Τύποι ευκαρυωτικών τοποϊσομερασών
Οι ευκαρυώτες φέρουν τοποϊσομεράσες τύπου Ι και τύπου ΙΙ. Παρόμοια με τα προκαρυωτικά, οι τοποϊσομεράσες τύπου Ι διασπούν μονούς κλώνους DNA. Αντίθετα, οι τοποϊσομεράσες τύπου II προκαλούν θραύσματα διπλής έλικας. Οι τοποϊσομεράσες τύπου Ι στα ευκαρυωτικά είναι οι υποομάδες της τοποϊσομεράσης τύπου ΙΒ, ενώ οι υποκατηγορίες τύπου ΙΙΑ που περιλαμβάνουν τον τύπο ΙΙα υπάρχουν σε ανώτερα ευκαρυωτικά όπως τα θηλαστικά. Η μαγιά έχει ειδικές τοποϊσομεράσες.
Εικόνα 01: Δράση τοποϊσομεράσης στους Ευκαρυώτες
Η καμπτοθεκίνη και τα φάρμακα μη καμπτοθεκίνης μπορούν επίσης να αναστείλουν τις ευκαρυωτικές τοποϊσομεράσες. Έτσι, είναι χρήσιμοι ως αντικαρκινικοί παράγοντες για την πρόληψη του πολλαπλασιασμού των καρκινικών κυττάρων αναστέλλοντας τη διαδικασία αναπαραγωγής.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της προκαρυωτικής και της ευκαρυωτικής τοποϊσομεράσης;
- Και οι δύο τοποϊσομεράσες προκαλούν μονόκλωνα ή δίκλωνα σπασίματα για την ανακούφιση από την πίεση κατά την υπερέλιξη.
- Είναι απαραίτητα για την αντιγραφή του DNA.
- Μπορούν να αφαιρέσουν τόσο θετικά όσο και αρνητικά υπερπηνία.
- Και οι δύο τοποϊσομεράσες είναι σε δύο τύπους, τύπου Ι και τύπου II.
- Η καμπτοθεκίνη και τα φάρμακα μη καμπτοθεκίνης αναστέλλουν τη δράση και των δύο τοποϊσομερασών.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της προκαρυωτικής και της ευκαρυωτικής τοποϊσομεράσης;
Προκαρυωτικές τοποϊσομεράσες υπάρχουν στο κυτταρόπλασμα των βακτηρίων και των αρχαίων. Αντίθετα, ευκαρυωτικές τοποϊσομεράσες υπάρχουν στον πυρήνα. Το Topo IA, το Topo IC και η Reverse Gyrase είναι προκαρυωτική τοποϊσομεράση τύπου Ι ενώ η ευκαρυωτική τοποϊσομεράση τύπου Ι περιλαμβάνει υποομάδες της τοποϊσομεράσης τύπου ΙΒ. Η προκαρυωτική τοποϊσομεράση τύπου ΙΙ περιλαμβάνει τον Τύπο ΙΙΑ και τον Τύπο ΙΙΒ ενώ η ευκαρυωτική τοποϊσομεράση τύπου ΙΙ περιλαμβάνει υποκατηγορίες τύπου ΙΙΑ.
Σύνοψη – Προκαρυωτική εναντίον Ευκαρυωτική Τοποϊσομεράση
Οι τοποϊσομεράσες DNAείναι τα ένζυμα που εμπλέκονται στην απομάκρυνση των θετικών και αρνητικών υπερπηνίων που σχηματίζονται κατά τη διαδικασία εκτύλιξης της αντιγραφής του DNA. Η διαφορά μεταξύ προκαρυωτικής και ευκαρυωτικής τοποϊσομεράσης εξαρτάται από την κυτταρική προέλευση του ενζύμου και την κατανομή τους.
