Kľúčový rozdiel – topoizomeráza I vs II
DNA potrebuje bunka, aby sa delením delila na dve dcérske bunky. DNA sa duplikuje replikáciou DNA. Takže by mal existovať špeciálny mechanizmus na replikáciu vysoko poranenej špirálovej DNA. Topoizomeráza je enzým, ktorý dokáže prerezať DNA v určitom bode a rozpletie zákrut DNA a uvoľní povahu supercoil DNA. Je to enzým, ktorý sa podieľa na navíjaní a odvíjaní DNA. Problém vinutia DNA vzniká v dôsledku prepletenej štruktúry dvojvláknovej DNA. Tieto typy topologických problémov vytvorených v dvojitých vláknach DNA môžu byť korigované topoizomerázami. Zvyčajne prerušujú DNA fosfátovú kostru buď jedno alebo obe vlákna a umožňujú rozvinúť štruktúru supercoil DNA. Neskôr sa kostra DNA opäť uzatvorí. Bakteriálne a ľudské topoizomerázy majú podobné mechanizmy. Topoizomeráza I a II sú metódy narábania s nadzávitnicovou DNA. Topoizomeráza I štiepi jedno vlákno v dvojvláknovej DNA a na jej funkciu nie je potrebný žiadny ATP. Na druhej strane topoizomeráza II štiepi oba reťazce v DNA a pre svoju aktivitu potrebuje ATP. Toto je kľúčový rozdiel medzi topoizomerázou I a II.
Čo je topoizomeráza I?
Topoizomeráza I je trieda enzýmov, ktorá zahŕňa reguláciu supercoilingu DNA. Riadia supercoiling v DNA vytváraním jednovláknových zlomov a vyraďovaním reťazcov DNA. Ich úloha je veľmi dôležitá pre replikáciu a transkripciu DNA. Ďalej sa delia na typ IA a typ IB. Topoizomerázy typu IA sa označujú ako prokaryotické topoizomerázy I. Na druhej strane sa topoizomerázy typu IB označujú ako eukaryotické topoizomerázy I. Topoizomerázy typu IA a typu IB sú funkčne odlišné. Prokaryotická topoizomeráza I dokáže prežiť iba negatívne superzávitnice DNA. A eukaryotická topoizomeráza I dokáže zaviesť pozitívne superzávitnice DNA, ktoré tiež oddeľujú DNA dcérskeho chromozómu po replikácii a uvoľňujú túto DNA.
Obrázok 01: Topoizomeráza I a II
Topoizomeráza I Ecoli je holoenzým s tromi atómami Zn (II) v tetracysteínových motívoch blízko jeho karboxylového konca. Má hmotnosť 97 kDa. Topoizomeráza I má niekoľko neobvyklých vlastností. Na katalyzovanie topologického preskupenia DNA nepotrebuje hydrolýzu ATP. Vynikajúcou vlastnosťou topoizomerázy I je, že je to plne funkčný monomér, zatiaľ čo väčšina enzýmov, ktoré zahŕňajú komplexné topologické preskupenia DNA, má oligomérnu povahu.
Čo je topoizomeráza II?
Na zvládnutie spleti DNA a supercoilov topoizomeráza typu II štiepi oba reťazce DNA súčasne. Na túto činnosť potrebujú hydrolýzu ATP. Topoizomeráza typu II mení spojovací počet cirkulárnej DNA o ± 2. Vo všeobecnosti sa klasifikujú do dvoch kategórií, a to typu II A a typu IIB.
Obrázok 02: Topoizomeráza II
Topoizomerázy typu II A zahŕňajú bakteriálnu DNA gyrázu, eukaryotickú topoizomerázu II, eukaryálnu vírusovú topoizomerázu alfa a beta a topoizomerázu IV. Topoizomerázy typu II B zahŕňajú topoizomerázu VI nachádzajúcu sa v archaea a topoizomerázu VI nachádzajúcu sa vo vyšších rastlinách. Funkciou topoizomerázy II je prestrihnutie oboch vlákien jednej dvojzávitnice DNA a prechod ďalšej neprerušenej špirály DNA cez ňu. Nakoniec sú odrezané konce opäť odsunuté. Molekuly inhibítora pre topoizomerázu II možno nájsť ako Hu-331, ICRF-193 a mitindomid.
Aké sú podobnosti medzi topoizomerázou I a II?
- Oba sú enzýmy, ktoré sa podieľajú na uvoľňovaní supercoilov.
- Obe sa nachádzajú v prokaryotických organizmoch, ako aj v eukaryotických organizmoch.
- Funkcie topoizomerázy I aj II sú veľmi dôležité na udržanie správnej replikácie a transkripcie DNA v živej bunke.
- Obe majú bielkovinový charakter.
Aký je rozdiel medzi topoizomerázou I a II?
Topoizomeráza I vs topoizomeráza II |
|
| Topoizomeráza I. typu je enzým, ktorý mení stupeň supercoilingu DNA tým, že spôsobuje jednovláknové prerušenia a odsunutie. | Topoizomeráza typu II je enzým, ktorý mení stupeň supercoilingu DNA tým, že spôsobuje zlomenie a odsunutie dvoch vlákien. |
| Hydrolýza ATP | |
| Topoizomeráza I nepotrebuje pre svoju funkciu hydrolýzu ATP. | Topoizomeráza II musí pre svoju funkciu potrebovať hydrolýzu ATP. |
| DNA Breaking | |
| Topoizomeráza I robí prerušenia jedného vlákna. | Topoizomeráza II láme dvojité vlákna. |
| Štruktúra | |
| Topoizomeráza I je monomér. | Topoizomeráza II je heterodimér. |
| Zmena čísla prepojenia kruhovej DNA | |
| Topoizomeráza I mení spojovacie číslo kruhovej DNA o jednotky striktne 1 alebo o násobky 1(n). | Topoizomeráza II mení spojovací počet kruhovej DNA o jednotky ±2. |
Zhrnutie – Topoizomeráza I vs II
Topoizomerázy sú enzýmy, ktoré sa podieľajú na navíjaní alebo odvíjaní DNA. Uvoľňujú supercoil DNA a uľahčujú replikáciu a transkripciu DNA. Tieto enzýmy možno nájsť takmer vo všetkých organizmoch, ako napr. ľudia, baktérie, vyššie rastliny, iné baktérie a archaea. Topologické preskupenia DNA sa uskutočňujú topoizomerázami. Hydrolýza ATP nie je potrebná pre funkciu topoizomerázy I. Topoizomeráza I štiepi jedno vlákno v DNA. Na druhej strane topoizomeráza II štiepi obe vlákna v DNA a pre svoju funkciu alebo aktivitu potrebuje ATP. Neskôr sa tieto rezy v kostre DNA opäť zapečatia. Bakteriálne a ľudské topoizomerázy majú v prírode podobné mechanizmy. Toto je rozdiel medzi topoizomerázou I a II.
Stiahnite si PDF verziu topoizomerázy I vs II
Verziu tohto článku si môžete stiahnuť vo formáte PDF a použiť ju na offline účely podľa citácie. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi topoizomerázou I a II
