Klíčový rozdíl – topoizomeráza I vs II
DNA potřebuje buňka, aby se buněčným dělením rozdělila na dvě dceřiné buňky. DNA je duplikována replikací DNA. Takže by měl existovat speciální mechanismus, který by replikoval vysoce ranou spirálovitou DNA. Topoizomeráza je enzym, který dokáže štěpit DNA v určitém bodě a rozplétá zkroucení DNA a uvolňuje povahu supercoil DNA. Je to enzym, který se podílí na navíjení a odvíjení DNA. Problém vinutí DNA vzniká kvůli propletené struktuře dvouvláknové DNA. Tyto typy topologických problémů vytvořených ve zdvojených řetězcích DNA mohou být korigovány topoizomerázami. Obvykle přerušují fosfátovou kostru DNA buď jedno nebo obě vlákna a umožňují odvinutí struktury supercoil DNA. Později je páteř DNA znovu uzavřena. Bakteriální a lidské topoizomerázy mají podobné mechanismy. Topoizomeráza I a II jsou způsoby zacházení s nadšroubovicovou DNA. Topoizomeráza I štěpí jedno vlákno ve dvouvláknové DNA a pro její funkci není potřeba žádný ATP. Na druhé straně topoizomeráza II štěpí oba řetězce v DNA a ke své aktivitě potřebuje ATP. Toto je klíčový rozdíl mezi topoizomerázou I a II.
Co je topoizomeráza I?
Topoizomeráza I je třída enzymů, která zahrnuje regulaci supercoilingu DNA. Řídí supercoiling v DNA vytvořením jednořetězcových zlomů a vyřazením řetězců DNA. Jejich role je velmi důležitá pro replikaci a transkripci DNA. Dále se dělí na typ IA a typ IB. Topoizomerázy typu IA se označují jako prokaryotické topoizomerázy I. Na druhé straně se topoizomerázy typu IB označují jako eukaryotické topoizomerázy I. Topoizomerázy typu IA a typu IB jsou funkčně odlišné. Prokaryotická topoizomeráza I může znovu prožít pouze negativní DNA supercoils. A eukaryotická topoizomeráza I může zavést pozitivní DNA supercoil, také oddělí DNA dceřiného chromozomu po replikaci a uvolní tuto DNA.
Obrázek 01: Topoizomeráza I a II
Topoizomeráza I Ecoli je holoenzym se třemi atomy Zn (II) v tetracysteinových motivech poblíž jeho karboxylového konce. Má hmotnost 97 kDa. Topoizomeráza I má několik neobvyklých vlastností. Ke katalýze topologického přeskupení DNA nepotřebuje hydrolýzu ATP. Charakteristickým rysem topoizomerázy I je, že se jedná o plně funkční monomer, zatímco většina enzymů, které zahrnují komplexní topologické přeuspořádání DNA, má oligomerní povahu.
Co je topoizomeráza II?
Aby se podařilo zvládnout spleti DNA a supercoil, topoizomeráza typu II štěpila oba řetězce DNA současně. K této činnosti potřebují hydrolýzu ATP. Topoizomeráza typu II mění spojovací počet kruhové DNA o ± 2. Jsou široce klasifikovány do dvou kategorií, jmenovitě na typ II A a typ IIB.
Obrázek 02: Topoizomeráza II
Topoizomerázy typu II A zahrnují bakteriální DNA gyrázu, eukaryotickou topoizomerázu II, eukaryální virovou topoizomerázu alfa & beta a topoizomerázu IV. Topoizomerázy typu II B zahrnují topoizomerázu VI nacházející se v archaea a topoizomerázu VI nacházející se ve vyšších rostlinách. Funkcí topoizomerázy II je přerušit obě vlákna jedné dvoušroubovice DNA a projít přes ni další nepřerušenou šroubovici DNA. Nakonec jsou uříznuté konce opět odsunuty. Molekuly inhibitoru pro topoizomerázu II lze nalézt jako Hu-331, ICRF-193 a mitindomid.
Jaké jsou podobnosti mezi topoizomerázou I a II?
- Oba jsou enzymy, které se podílejí na uvolňování supercoilů.
- Oba se nacházejí v prokaryotických organismech i v eukaryotických organismech.
- Funkce topoizomerázy I i II jsou vysoce důležité pro udržení správné replikace a transkripce DNA v živé buňce.
- Oba jsou bílkovinné povahy.
Jaký je rozdíl mezi topoizomerázou I a II?
Topoizomeráza I vs topoizomeráza II |
|
| Topoizomeráza typu I je enzym, který mění stupeň supercoiling DNA tím, že způsobuje jednovláknové zlomy a sestupy. | Topoizomeráza typu II je enzym, který mění stupeň supercoiling DNA tím, že způsobuje přerušení a sestup dvou řetězců. |
| Hydrolyzace ATP | |
| Topoizomeráza I nepotřebuji ke své funkci hydrolýzu ATP. | Topoizomeráza II musí ke své funkci potřebovat hydrolýzu ATP. |
| DNA Breaking | |
| Topoizomeráza I láme jednotlivé řetězce. | Topoizomeráza II láme dvojitá vlákna. |
| Struktura | |
| Topoizomeráza I je monomer. | Topoizomeráza II je heterodimer. |
| Změna spojovacího čísla kruhové DNA | |
| Topoizomeráza I mění spojovací číslo kruhové DNA o jednotky striktně 1 nebo o násobky 1(n). | Topoizomeráza II mění spojovací číslo kruhové DNA o jednotky ±2. |
Shrnutí – Topoizomeráza I vs II
Topoizomerázy jsou enzymy, které se podílejí na navíjení nebo odvíjení DNA. Uvolňují DNA supercoils a usnadňují replikaci a transkripci DNA. Tyto enzymy lze nalézt téměř ve všech organismech, jako jsou; lidé, bakterie, vyšší rostliny, jiné bakterie a archaea. Topologické přeuspořádání DNA se provádí topoizomerázami. Hydrolýza ATP není pro funkci topoizomerázy I potřebná. Topoizomeráza I štěpí jedno vlákno v DNA. Na druhé straně topoizomeráza II štěpí oba řetězce v DNA a pro svou funkci nebo aktivitu potřebuje ATP. Později jsou tyto řezy v páteři DNA znovu uzavřeny. Bakteriální a lidské topoizomerázy mají v přírodě podobné mechanismy. To je rozdíl mezi topoizomerázou I a II.
Stáhněte si PDF verzi topoizomerázy I vs II
Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro offline účely podle citace. Stáhněte si PDF verzi zde Rozdíl mezi topoizomerázou I a II
