Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Τοποϊσομεράσης Ι και ΙΙ

Η κύρια διαφορά μεταξύ Τοποϊσομεράσης Ι και ΙΙ είναι ότι η τοποϊσομεράση Ι έκοψε έναν κλώνο της διπλής έλικας του DNA ενώ η τοποϊσομεράση II έκοψε και τους δύο κλώνους της διπλής έλικας του DNA . Επιπλέον, η τοποϊσομεράση Ι δεν απαιτεί υδρόλυση ATP ενώ η τοποϊσομεράση II απαιτεί υδρόλυση ATP. Επιπλέον, οι τρεις κύριες υποκατηγορίες της τοποϊσομεράσης Ι είναι η τοποϊσομεράση τύπου IA, η τοποϊσομεράση τύπου IB και η τοποϊσομεράση τύπου IC, ενώ οι δύο υποκατηγορίες της τοποϊσομεράσης ΙΙ είναι η τοποϊσομεράση Τύπου ΙΙΑ και η τοποϊσομεράση Τύπου ΙΙΒ.

Η τοποϊσομεράση I και II είναι δύο κατηγορίες ενζύμων που είναι υπεύθυνα για τη διόρθωση των τοπολογικών προβλημάτων που σχετίζονται με τη διπλή έλικα του DNA. Γενικά, οι τρεις κύριοι τύποι τέτοιων τοπολογικών προβλημάτων είναι η υπερέλιξη, ο κόμπος και η κατένωση. Δημιουργούνται κατά την αντιγραφή και τη μεταγραφή του DNA.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η Τοποϊσομεράση I
– Ορισμός, Υποκλάσεις, Συνάρτηση
2. Τι είναι η Τοποϊσομεράση ΙΙ
– Ορισμός, Υποκλάσεις, Συνάρτηση
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της Τοποϊσομεράσης Ι και ΙΙ
– Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Τοποϊσομεράσης Ι και ΙΙ
– Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι

ATP, σπασίματα κλώνου DNA, τοποϊσομεράση Ι, τοποϊσομεράση II, τοπολογικά προβλήματα

Τι είναι η Τοποϊσομεράση I

Η τοποϊσομεράση Ι είναι μια κατηγορία τοποϊσομερασών που βρίσκεται αποκλειστικά σε ευκαρυώτες. Είναι υπεύθυνος για τη χαλάρωση της πίεσης της διπλής έλικας του DNA που δημιουργείται είτε λόγω υπερβολικής περιέλιξης είτε υπό περιέλιξη. Το κύριο χαρακτηριστικό αυτού του ενζύμου είναι ότι δημιουργεί σπασίματα μονής έλικος κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Μόλις κοπεί, ο κομμένος κλώνος DNA μπορεί να περιστραφεί γύρω από τον μη κομμένο κλώνο DNA, μειώνοντας την πίεση. Ένα άλλο χαρακτηριστικό γνώρισμα της τοποϊσομεράσης Ι είναι ότι αυτό το ένζυμο δεν απαιτεί υδρόλυση ATP για τη λειτουργία του. Μετά τη χαλάρωση, το κομμένο σκέλος υποχωρεί.

Εικόνα 1:Η λειτουργία της Τοποϊσομεράσης στην Αντιγραφή του DNA

Οι τρεις υποκατηγορίες της τοποϊσομεράσης Ι είναι η τοποϊσομεράση τύπου IA, η τοποϊσομεράση τύπου IB και η τοποϊσομεράση τύπου IC.

Τύπος IA τοποϊσομεράση – υπεύθυνος για την αφαίρεση των αρνητικών υπερπηνίων. Η λειτουργία του εξαρτάται από το μαγνήσιο. Επίσης, σχηματίζει ένα ομοιοπολικό ενδιάμεσο με το 5' άκρο του κλώνου DNA που πρόκειται να κοπεί.
Τύπος IB τοποϊσομεράση – υπεύθυνος για τον έλεγχο του περιστροφικού μηχανισμού. Αφαιρεί τόσο τα θετικά όσο και τα αρνητικά υπερπηνία και σχηματίζει ένα ενδιάμεσο με το άκρο 3.
Τύπος τοποϊσομεράσης IC – υπεύθυνος για την αφαίρεση τόσο των θετικών όσο και των αρνητικών υπερσπειρών και εμπλέκεται στην επιδιόρθωση του DNA. Όπως και η τοποϊσομεράση τύπου ΙΒ, η τοποϊσομεράση τύπου IC σχηματίζει ένα ενδιάμεσο με το άκρο 3'.

Τι είναι η Τοποϊσομεράση II

Η τοποϊσομεράση II είναι η άλλη κατηγορία τοποϊσομεράσης που υπάρχει τόσο στους ευκαρυώτες όσο και στους προκαρυώτες. Αν και η λειτουργία του είναι να ανακουφίζει από την πίεση στη διπλή έλικα του DNA, παράγει θραύσματα διπλής έλικας. Επίσης, χρησιμοποιεί υδρόλυση ATP. Ωστόσο, οι δύο κύριες υποκατηγορίες της τοποϊσομεράσης II είναι η τοποϊσομεράση Τύπου ΙΙΑ και η τοποϊσομεράση Τύπου ΙΙΒ.

Εικόνα 2:Ανθρώπινη Τοποϊσομεράση ΙΙΑ

Τοποϊσομεράση τύπου IIA – Τέσσερις κύριοι τύποι:γυράση DNA E. coli, η οποία δημιουργεί αρνητικά υπερσπείρα, τοποϊσομεράση IV E. coli, η οποία χαλαρώνει τα αρνητικά υπερσπείρα, που εμπλέκονται στην αποκαθήλωση, ανθρώπινη τοποϊσομεράση IIα, η οποία χαλαρώνει το DNA κατά τη μεταγραφή και ανθρώπινη τοποϊσομεράση IIβ, η οποία καταστέλλει τον ανασυνδυασμό.
Τοποϊσομεράση τύπου IIB – είναι υπεύθυνο για τη χαλάρωση τόσο των θετικών όσο και των αρνητικών υπερπηνίων.

Σημαντικά, και οι δύο υποκατηγορίες τοποϊσομερασών εξαρτώνται από ιόντα μαγνησίου και αποτελούν το ενδιάμεσο με το 5' άκρο. Ειδικά, η λειτουργία της τοποϊσομεράσης II είναι απαραίτητη για τη λειτουργία όλων των ζωντανών οργανισμών και τα κύτταρα που δεν έχουν αυτό το ένζυμο καθίστανται μη βιώσιμα.

Ομοιότητες μεταξύ Τοποϊσομεράσης I και II

Η τοποϊσομεράση I και II είναι δύο ένζυμα υπεύθυνα για τη διόρθωση τοπολογικών προβλημάτων της διπλής έλικας του DNA.
Ενεργούν τόσο πάνω σε τυλιγμένο όσο και σε τυλιγμένο DNA.
Επιπλέον, η λειτουργία τους είναι απαραίτητη για την πρόοδο της αντιγραφής και της μεταγραφής του DNA.
Επίσης, οι τοποϊσομεράσες ταξινομούνται με βάση τον αριθμό των κλώνων DNA που κόβονται από το ένζυμο κατά τη διάρκεια ενός γύρου δράσης.

Διαφορά μεταξύ τοποϊσομεράσης Ι και ΙΙ

Ορισμός

Η τοποϊσομεράση Ι αναφέρεται στα ένζυμα που κόβουν έναν από τους δύο κλώνους του δίκλωνου DNA, χαλαρώνουν τον κλώνο και επανασυνδέουν τον κλώνο ενώ η τοποϊσομεράση II αναφέρεται στα ένζυμα που κόβουν και τα δύο κλώνους της έλικας του DNA ταυτόχρονα προκειμένου να διαχειρίζονται μπερδέματα και υπερπηνία DNA. Επομένως, αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ της τοποϊσομεράσης I και II.

Τύπος σπασίματος κλώνου DNA

Μια άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ της τοποϊσομεράσης Ι και ΙΙ είναι ότι η τοποϊσομεράση Ι δημιουργεί σπασίματα μονής έλικος ενώ η τοποϊσομεράση II δημιουργεί θραύσματα διπλού κλώνου.

Εμφάνιση

Επιπλέον, η τοποϊσομεράση Ι εμφανίζεται στους ευκαρυώτες ενώ η τοποϊσομεράση ΙΙ εμφανίζεται τόσο σε ευκαρυώτες όσο και σε προκαρυώτες.

Χρήση ATP

Η τοποϊσομεράση Ι δεν απαιτεί υδρόλυση ATP ενώ η τοποϊσομεράση II απαιτεί υδρόλυση ATP. Ως εκ τούτου, αυτή είναι μια άλλη διαφορά μεταξύ της τοποϊσομεράσης I και II.

Υποκατηγορίες

Οι τρεις κύριες υποκατηγορίες της τοποϊσομεράσης Ι είναι η τοποϊσομεράση τύπου IA, η τοποϊσομεράση τύπου IB και η τοποϊσομεράση τύπου IC, ενώ οι δύο υποκατηγορίες της τοποϊσομεράσης II είναι η τοποϊσομεράση Τύπου ΙΙΑ και η τοποϊσομεράση Τύπου ΙΙΒ.

Συμπέρασμα

Η τοποϊσομεράση Ι είναι μια κατηγορία τοποϊσομερασών που απαντάται αποκλειστικά σε ευκαρυώτες. Παράγει μονόκλωνα σπασίματα και δεν απαιτεί ATP για τη διαδικασία ανακούφισης. Αντίθετα, η τοποϊσομεράση II είναι μια κατηγορία τοποϊσομερασών που υπάρχει τόσο στους ευκαρυωτικούς όσο και στους προκαρυωτικούς οργανισμούς. Παράγει θραύσματα διπλού κλώνου χρησιμοποιώντας την ενέργεια από το ATP. Και οι δύο τύποι τοποϊσομερασών είναι υπεύθυνοι για την αναβίωση του στρες της διπλής έλικας του DNA που δημιουργείται κατά την αντιγραφή και τη μεταγραφή του DNA. Ωστόσο, η κύρια διαφορά μεταξύ τοποϊσομεράσης Ι και ΙΙ είναι ο τύπος των θραυσμάτων κλώνου που δημιουργούνται από κάθε τύπο ενζύμου.