Ključna razlika – topoizomeraza I proti II
Celica potrebuje DNK, da se z delitvijo celice razdeli na dve hčerinski celici. DNK se podvoji z replikacijo DNK. Torej bi moral obstajati poseben mehanizem za replikacijo močno navite spiralne DNK. Topoizomeraza je encim, ki lahko prereže DNK na določeni točki in razkrije zasuk DNK ter razbremeni naravo superzvijanja DNK. To je encim, ki sodeluje pri zvijanju in odvijanju DNK. Problem vijuganja DNK se pojavi zaradi prepletene strukture dvoverižne DNK. Te vrste topoloških težav, ustvarjenih v podvojenih verigah DNK, je mogoče popraviti s topoizomerazami. Običajno prerežejo fosfatno hrbtenico DNK eno ali obe verigi in omogočijo, da se struktura supertuljavice DNK odvije. Kasneje se hrbtenica DNK znova zapre. Bakterijske in človeške topoizomeraze imajo podobne mehanizme. Topoizomeraza I in II sta metodi za obravnavo superzvite DNK. Topoizomeraza I prereže eno verigo v dvoverižni DNA in za njeno delovanje ni potreben ATP. Po drugi strani pa topoizomeraza II prereže obe verigi v DNK in za svojo aktivnost potrebuje ATP. To je ključna razlika med topoizomerazo I in II.
Kaj je topoizomeraza I?
Topoizomeraza I je razred encimov, ki vključuje uravnavanje superzvijanja DNA. Upravljajo super zvijanje v DNK tako, da ustvarijo enoverižne prelome in potisnejo verige DNK. Njihova vloga je zelo pomembna za replikacijo in transkripcijo DNA. Nadalje jih delimo na tip IA in tip IB. Topoizomeraze tipa IA se imenujejo prokariontske topoizomeraze I. Po drugi strani se topoizomeraze tipa IB imenujejo evkariontske topoizomeraze I. Topoizomeraze tipa IA in tipa IB se funkcionalno razlikujejo. Prokariontska topoizomeraza I lahko samo podoživi negativne superzvitke DNK. In evkariontska topoizomeraza I lahko uvede pozitivne superzvitke DNK, prav tako ločijo DNK hčerinskega kromosoma po replikaciji in sprostijo to DNK.
Slika 01: Topoizomeraza I in II
Ecoli topoizomeraza I je holoencim s tremi atomi Zn (II) v tetracisteinskih motivih blizu njegovega karboksi terminala. Teža je 97 kDa. Topoizomeraza I ima več nenavadnih lastnosti. Za kataliziranje topološke preureditve DNA ne potrebuje hidrolize ATP. Izhodna značilnost topoizomeraze I je, da je popolnoma funkcionalen monomer, medtem ko je večina encimov, ki vključujejo kompleksne topološke preureditve DNA, oligomerne narave.
Kaj je topoizomeraza II?
Za upravljanje zapletov in superzvitkov DNK je topoizomeraza tipa II prerezala obe verigi DNK hkrati. Za to aktivnost potrebujejo hidrolizo ATP. Topoizomeraza tipa II spremeni vezno število krožne DNK za ± 2. Na splošno so razvrščeni v dve kategoriji, in sicer tip II A in tip IIB.
Slika 02: Topoizomeraza II
Topoizomeraze tipa II A vključujejo bakterijsko DNA girazo, evkariontsko topoizomerazo II, evkarijsko virusno topoizomerazo alfa in beta ter topoizomerazo IV. Topoizomeraze tipa II B vključujejo topoizomerazo VI, ki jo najdemo v arhejah, in topoizomerazo VI, ki jo najdemo v višjih rastlinah. Funkcija topoizomeraze II je, da prereže obe verigi ene dvojne vijačnice DNA in skozi njo spusti drugo nepretrgano vijačnico DNA. Nazadnje so odrezani konci spet potisnjeni. Inhibitorske molekule za topoizomerazo II lahko najdete kot Hu-331, ICRF-193 in mitindomid.
Kakšne so podobnosti med topoizomerazo I in II?
- Oba encima sodelujeta pri razbremenitvi superzvitkov.
- Oboje najdemo v prokariontskih organizmih in tudi v evkariontskih organizmih.
- Obe funkciji topoizomeraze I in II sta zelo pomembni za vzdrževanje pravilne replikacije in transkripcije DNK v živi celici.
- Oba sta po naravi beljakovina.
Kakšna je razlika med topoizomerazo I in II?
Topoizomeraza I proti topoizomerazi II |
|
| Topoizomeraza tipa I je encim, ki spremeni stopnjo superzvijanja DNA tako, da povzroči prekinitve in umik ene verige. | Topoizomeraza tipa II je encim, ki spremeni stopnjo superzvijanja DNA tako, da povzroči pretrganje in umik dvojnih verig. |
| Hidroliza ATP | |
| Topoizomeraza I za svoje delovanje ne potrebuje hidrolizacije ATP. | Topoizomeraza II mora za svoje delovanje potrebujeti hidrolizacijo ATP. |
| Razbijanje DNK | |
| Topoizomeraza I pretrga eno verigo. | Topoizomeraza II zlomi dvojne verige. |
| Struktura | |
| Topoizomeraza I je monomer. | Topoizomeraza II je heterodimer. |
| Spreminjanje vezne številke krožne DNA | |
| Topoizomeraza I spreminja vezno število krožne DNK z enotami strogo 1 ali z večkratniki 1(n). | Topoizomeraza II spreminja vezno število krožne DNK za enote ±2. |
Povzetek – Topoizomeraza I proti II
Topoizomeraze so encimi, ki sodelujejo pri navijanju ali odvijanju DNK. Razbremenijo superzvitke DNK in olajšajo replikacijo in prepisovanje DNK. Te encime lahko najdemo v skoraj vseh organizmih, kot so; ljudje, bakterije, višje rastline, druge bakterije in arheje. Topološke preureditve DNA izvajajo topoizomeraze. Hidrolizacija ATP ni potrebna za delovanje topoizomeraze I. Topoizomeraza I prereže eno verigo v DNK. Po drugi strani pa topoizomeraza II prereže obe verigi v DNK in potrebuje ATP za svoje delovanje ali aktivnost. Kasneje se ti rezi v hrbtenici DNK ponovno zaprejo. Bakterijske in človeške topoizomeraze imajo v naravi podobne mehanizme. To je razlika med topoizomerazo I in II.
Prenesite PDF različico topoizomeraze I proti II
Lahko prenesete PDF različico tega članka in jo uporabite za namene brez povezave v skladu z opombo o citiranju. Prenesite PDF različico tukaj Razlika med topoizomerazo I in II
