Ключевая разница - топоизомераза I против II
ДНК необходима клетке для деления на две дочерние клетки путем клеточного деления. ДНК дублируется путем репликации ДНК. Таким образом, должен существовать специальный механизм для репликации сильно закрученной спиральной ДНК. Топоизомераза - это фермент, который может разрезать ДНК в определенной точке, распутывать спираль ДНК и ослаблять природу суперспирали ДНК. Это фермент, который участвует в намотке и раскручивании ДНК. Проблема намотки ДНК возникает из-за переплетенной структуры двухцепочечной ДНК. Эти типы топологических проблем, возникающих в двойных цепях ДНК, могут быть исправлены топоизомеразами. Обычно они разрезают фосфатный остов ДНК либо на одну, либо на обе нити и позволяют раскрутить структуру суперспирали ДНК. Позже остов ДНК снова запечатывается. Бактериальные и человеческие топоизомеразы имеют сходные механизмы. Топоизомераза I и II - это методы борьбы со сверхскрученной ДНК. Топоизомераза I разрезает одну цепь двухцепочечной ДНК, и для ее работы не требуется АТФ. С другой стороны, топоизомераза II разрезает обе цепи ДНК и нуждается в АТФ для своей активности. В этом ключевое различие между топоизомеразой I и II.
Что такое топоизомераза I?
Топоизомераза I представляет собой класс ферментов, которые участвуют в регуляции суперспирализации ДНК. Они управляют сверхспирализацией ДНК, создавая одноцепочечные разрывы и перемещая нити ДНК. Их роль очень важна для репликации и транскрипции ДНК. Они также подразделяются на тип IA и тип IB. Топоизомеразы типа IA называются прокариотическими топоизомеразами I. С другой стороны, топоизомеразы типа IB называются эукариотическими топоизомеразами I. Топоизомеразы типа IA и типа IB функционально различны. Прокариотическая топоизомераза I может восстанавливать только отрицательные суперспирали ДНК. А эукариотическая топоизомераза I может вводить положительные суперспирали ДНК, а также отделять ДНК дочерней хромосомы после репликации и релаксировать эту ДНК.
Рисунок 01: Топоизомераза I и II
Топоизомераза I Ecoli представляет собой холофермент с тремя атомами Zn (II) в тетрацистеиновых мотивах вблизи его карбокси-конца. Его масса составляет 97 кДа. Топоизомераза I имеет несколько необычных свойств. Ему не нужен гидролиз АТФ, чтобы катализировать топологическую перестройку ДНК. Отличительной чертой топоизомеразы I является то, что она является полностью функциональным мономером, в то время как большинство ферментов, которые включают сложные топологические перестройки ДНК, являются олигомерными по своей природе.
Что такое топоизомераза II?
Для того, чтобы справиться с клубками ДНК и суперспиралами, топоизомераза типа II разрезала обе нити ДНК одновременно. Для этой активности им необходим гидролиз АТФ. Топоизомераза типа II изменяет число связей кольцевой ДНК на ± 2. Их можно разделить на две категории, а именно: тип II A и тип IIB.
Рисунок 02: Топоизомераза II
Топоизомеразы типа II A включают бактериальную ДНК-гиразу, эукариотическую топоизомеразу II, эукариальную вирусную топоизомеразу альфа и бета и топоизомеразу IV. Топоизомеразы типа II B включают топоизомеразу VI, обнаруженную у архей, и топоизомеразу VI, обнаруженную у высших растений. Функция топоизомеразы II заключается в разрезании обеих цепей одной двойной спирали ДНК и пропускании через нее другой неразорванной спирали ДНК. Наконец, обрезанные концы снова отодвигаются. Молекулы-ингибиторы топоизомеразы II можно найти как Hu-331, ICRF-193 и митиндомид.
Каковы сходства между топоизомеразой I и II?
- Оба фермента участвуют в освобождении суперспиралей.
- И то, и другое встречается как у прокариотических, так и у эукариотических организмов.
- Обе функции топоизомеразы I и II очень важны для поддержания правильной репликации и транскрипции ДНК в живой клетке.
- Оба являются белковыми по своей природе.
В чем разница между топоизомеразой I и II?
Топоизомераза I против топоизомеразы II |
|
| Топоизомераза I типа представляет собой фермент, который изменяет степень суперспирализации ДНК, вызывая одноцепочечные разрывы и релейгирование. | Топоизомераза типа II представляет собой фермент, который изменяет степень суперспирализации ДНК, вызывая разрыв и понижение двойных цепей. |
| Гидролиз АТФ | |
| Топоизомераза I не нуждается в гидролизе АТФ для своей функции. | Топоизомераза II должна нуждаться в гидролизе АТФ для своей функции. |
| Разрыв ДНК | |
| Топоизомераза I разрывает одну цепь. | Топоизомераза II разрывает двойные нити. |
| Структура | |
| Топоизомераза I является мономером. | Топоизомераза II представляет собой гетеродимер. |
| Изменение числа связей кольцевой ДНК | |
| Топоизомераза I изменяет число связей кольцевой ДНК на единицы, строго равные 1 или кратные 1(n). | Топоизомераза II изменяет число связей кольцевой ДНК на единицы ±2. |
Резюме – Топоизомераза I против II
Топоизомеразы – это ферменты, участвующие в намотке или раскручивании ДНК. Они разгружают суперспирали ДНК и облегчают репликацию и транскрипцию ДНК. Эти ферменты можно найти почти во всех организмах, таких как; люди, бактерии, высшие растения, другие бактерии и археи. Топологические перестройки ДНК осуществляются топоизомеразами. Гидролиз АТФ не требуется для функционирования топоизомеразы I. Топоизомераза I разрезает одну цепь ДНК. С другой стороны, топоизомераза II разрезает обе цепи ДНК и нуждается в АТФ для своей функции или активности. Позже эти разрезы в остове ДНК снова запечатываются. Бактериальные и человеческие топоизомеразы имеют сходные механизмы в природе. В этом разница между топоизомеразой I и II.
Загрузить PDF-версию топоизомеразы I и II
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь. Разница между топоизомеразой I и II
