Kluczowa różnica – Topoizomeraza I vs II
DNA jest potrzebne komórce do podziału na dwie komórki potomne przez podział komórki. DNA jest duplikowane przez replikację DNA. Powinien więc istnieć specjalny mechanizm replikujący wysoce nawinięte spiralnie DNA. Topoizomeraza to enzym, który może przeciąć DNA w określonym miejscu i rozwikłać skręt DNA oraz łagodzić naturę superskrętki DNA. Jest to enzym, który bierze udział w nawijaniu i rozwijaniu DNA. Problem zwijania się DNA jest podnoszony ze względu na splecioną strukturę dwuniciowego DNA. Tego typu problemy topologiczne powstałe w podwójnych niciach DNA można skorygować za pomocą topoizomeraz. Zwykle przecinają one szkielet fosforanowy DNA jedną lub obie nici i umożliwiają rozwinięcie struktury superzwoju DNA. Później kręgosłup DNA zostaje ponownie zapieczętowany. Topoizomerazy bakteryjne i ludzkie mają podobne mechanizmy. Topoizomerazy I i II to metody radzenia sobie z superskręconym DNA. Topoizomeraza I tnie jedną nić w dwuniciowym DNA i do jego działania nie jest wymagany ATP. Z drugiej strony topoizomeraza II przecina obie nici w DNA i potrzebuje ATP do swojej aktywności. To jest kluczowa różnica między topoizomerazą I i II.
Co to jest Topoizomeraza I?
Topoizomeraza I to klasa enzymów, która obejmuje regulację superzwijania DNA. Zarządzają superzwijaniem się DNA poprzez tworzenie jednoniciowych przerw i degradację nici DNA. Ich rola jest bardzo ważna dla replikacji i transkrypcji DNA. Są one dalej podzielone na typ IA i typ IB. Topoizomerazy typu IA określane są jako topoizomerazy prokariotyczne I. Z drugiej strony, topoizomerazy typu IB są określane jako topoizomerazy eukariotyczne I. Topoizomerazy typu IA i typu IB różnią się funkcjonalnie. Topoizomeraza prokariotyczna, którą mogę ponownie przeżyć tylko w ujemnych superskrętkach DNA. A topoizomeraza eukariotyczna mogę wprowadzić dodatnie superskrętki DNA, także oddzielają DNA chromosomu potomnego po replikacji i rozluźnieniu tego DNA.
Rysunek 01: Topoizomeraza I i II
Topoizomeraza I Ecoli jest holoenzymem z trzema atomami Zn (II) w motywie tetracysteinowym w pobliżu jego końca karboksylowego. Ma wagę 97 kDa. Topoizomeraza I ma kilka niezwykłych cech. Nie wymaga hydrolizy ATP, aby katalizować topologiczną rearanżację DNA. Wyjątkową cechą topoizomerazy I jest to, że jest ona w pełni funkcjonalnym monomerem, podczas gdy większość enzymów, które obejmują złożone rearanżacje topologiczne DNA, ma charakter oligomeryczny.
Co to jest topoizomeraza II?
Aby poradzić sobie ze splotami DNA i superzwojami, topoizomeraza typu II przecina obie nici DNA jednocześnie. Do tej aktywności potrzebują hydrolizy ATP. Topoizomeraza typu II zmienia liczbę połączeń w kolistym DNA o ± 2. Są one szeroko klasyfikowane na dwie kategorie, a mianowicie Typ II A i Typ IIB.
Rysunek 02: Topoizomeraza II
Topoizomerazy typu II A obejmują bakteryjną gyrazę DNA, eukariotyczną topoizomerazę II, eukariotyczną topoizomerazę wirusową alfa i beta oraz topoizomerazę IV. Topoizomerazy typu II B obejmują topoizomerazę VI występującą w archeonach i topoizomerazę VI występującą w roślinach wyższych. Zadaniem topoizomerazy II jest przecięcie obu nici jednej podwójnej helisy DNA i przepuszczenie przez nią innej nieprzerwanej helisy DNA. Wreszcie odcięte końce są ponownie degradowane. Cząsteczki inhibitora topoizomerazy II można znaleźć jako Hu-331, ICRF-193 i mitindomid.
Jakie są podobieństwa między topoizomerazą I i II?
- Oba są enzymami zaangażowanymi w odciążenie supercewek.
- Oba występują zarówno w organizmach prokariotycznych, jak i eukariotycznych.
- Zarówno funkcje topoizomerazy I, jak i II są bardzo ważne dla utrzymania prawidłowej replikacji i transkrypcji DNA w żywej komórce.
- Oba są z natury białkami.
Jaka jest różnica między topoizomerazą I a II?
Topoizomeraza I kontra Topoizomeraza II |
|
| Topoizomeraza typu I jest enzymem, który zmienia stopień superzwijania DNA poprzez powodowanie pęknięć i degradacji pojedynczych nici. | Topoizomeraza typu II jest enzymem, który zmienia stopień superzwijania DNA, powodując pękanie podwójnych nici i degradację. |
| Hydroliza ATP | |
| Topoizomeraza I nie wymaga hydrolizy ATP do swojej funkcji. | Topoizomeraza II musi wymagać hydrolizy ATP dla swojej funkcji. |
| Łamanie DNA | |
| Topoizomeraza I łamie pojedyncze nici. | Topoizomeraza II pęka podwójne nici. |
| Struktura | |
| Topoizomeraza I jest monomerem. | Topoizomeraza II jest heterodimerem. |
| Zmiana numeru łączącego okrągłego DNA | |
| Topoizomeraza I zmienia liczbę połączeń kolistego DNA o jednostki ściśle równe 1 lub wielokrotności 1(n). | Topoizomeraza II zmienia liczbę połączeń okrągłego DNA o jednostki ±2. |
Podsumowanie – Topoizomeraza I vs II
Topoizomerazy to enzymy zaangażowane w zwijanie lub rozwijanie DNA. Odciążają superzwoje DNA i ułatwiają replikację i transkrypcję DNA. Enzymy te można znaleźć w prawie wszystkich organizmach, takich jak; ludzie, bakterie, rośliny wyższe, inne bakterie i archeony. Rearanżacje topologiczne DNA są wykonywane przez topoizomerazy. Hydroliza ATP nie jest konieczna do funkcjonowania topoizomerazy I. Topoizomeraza I tnie pojedynczą nić DNA. Z drugiej strony topoizomeraza II przecina obie nici w DNA i potrzebuje ATP do swojej funkcji lub aktywności. Później te nacięcia w kręgosłupie DNA są ponownie zamykane. Topoizomerazy bakteryjne i ludzkie mają z natury podobne mechanizmy. To jest różnica między Topoizomerazą I i II.
Pobierz wersję PDF topoizomerazy I i II
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej do celów offline zgodnie z notatką cytowania. Proszę pobrać wersję PDF tutaj Różnica między topoizomerazą I i II
