Klíčový rozdíl - topoizomeráza I vs II
Buňka potřebuje DNA, aby se dělení na dvě dceřiné buňky dělo. DNA je duplikována replikací DNA. Měl by tedy existovat speciální mechanismus k replikaci vysoce vinuté spirálové DNA. Topoizomeráza je enzym, který může v konkrétním bodě rozřezat DNA, rozmotat kroucení DNA a ulevit povaze supercoilu DNA. Je to enzym, který se podílí na navíjení a odvíjení DNA. Problém navíjení DNA je vyvolán kvůli propletené struktuře dvouvláknové DNA. Tyto typy topologických problémů vytvořených v DNA zdvojených řetězcích lze korigovat topoizomerázami. Obvykle rozřezávají DNA fosfátový páteř buď jednoho nebo obou řetězců a umožňují odvíjení struktury supercoil DNA. Později je páteř DNA znovu uzavřena. Bakteriální a lidské topoizomerázy mají podobné mechanismy. Topoizomeráza I a II jsou metody nakládání s nadšroubovicovou DNA. Topoizomeráza I štěpí jedno vlákno ve dvouvláknové DNA a pro jeho funkci není vyžadován žádný ATP. Na druhé straně topoizomeráza II štěpí obě vlákna v DNA a pro svoji aktivitu potřebuje ATP. To je klíčový rozdíl mezi topoizomerázou I a II.
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je to topoizomeráza I
3. Co je to topoizomeráza II
4. Podobnosti mezi topoizomerázou I a II
5. Porovnání vedle sebe - topoizomeráza I vs II ve formě tabulky
6. Shrnutí
Co je to topoizomeráza I?
Topoizomeráza I je třída enzymu, která zahrnuje regulaci nadzávitnice DNA. Řídí nadzávitovku v DNA vytvářením jednovláknových zlomů a sesazováním 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 topoizomerázy typu IB se funkčně liší. Prokaryotická topoizomeráza I může znovu zažít pouze negativní supercoily DNA. A eukaryotická topoizomeráza můžu zavést pozitivní DNA supercoily, také po replikaci oddělují DNA dceřiného chromozomu a uvolňují tuto DNA.
Obrázek 01: Topoizomeráza I a II
Ecoli topoizomeráza I je holoenzym se třemi atomy Zn (II) v tetracysteinových motivech poblíž jeho karboxylového konce. Je to hmotnost 97 kDa. Topoizomeráza I má několik neobvyklých vlastností. Nepotřebuje hydrolýzu ATP, aby katalyzovala topologické přeskupení DNA. Charakteristickým rysem topoizomerázy I je, že se jedná o plně funkční monomer, zatímco většina enzymů, které zahrnují komplexní topologické přesmyky DNA, má oligomerní povahu.
Co je to topoizomeráza II?
Aby bylo možné zvládnout spleti DNA a supercoily, topoizomeráza typu II rozřezala oba řetězce DNA současně. Pro tuto činnost potřebují hydrolyzovat ATP. Topoizomeráza typu II mění spojovací počet kruhové DNA o ± 2. Jsou obecně klasifikovány do dvou kategorií, konkrétně typu II A a typu IIB.
Obrázek 02: Topoizomeráza II
Topoisomerázy typu II zahrnují bakteriální DNA gyrázu, eukaryotickou topoizomerázu II, eukaryální virovou topoizomerázu alfa a beta a topoizomerázu IV. Topoizomerázy typu II B zahrnují topoizomerázu VI nacházející se v archaeách a topoizomerázu VI nacházející se ve vyšších rostlinách. Funkce topoizomerázy II je řezání obou řetězců jedné dvojité šroubovice DNA a prochází další nepřerušenou šroubovice DNA. Nakonec jsou řezané konce opět odsunuty. Inhibitorové molekuly pro topoizomerázu II lze nalézt jako Hu-331, ICRF-193 a mitindomid.
Jaké jsou podobnosti mezi topoisomerázou I a II?
- Oba jsou enzymy, které se podílejí na uvolnění supercoilů.
- Oba se nacházejí v prokaryotických organismech i v eukaryotických organismech.
- Funkce topoizomerázy I i II jsou velmi důležité pro udržení správné replikace a transkripce DNA v živé buňce.
- Oba jsou proteinové povahy.
Jaký je rozdíl mezi topoizomerázou I a II?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
Topoizomeráza I vs Topoizomeráza II |
|
| Topoizomeráza typu I je enzym, který mění stupeň supercoilingu DNA tím, že způsobuje zlomení a sesazování jednovláknových vláken. | Topoizomeráza typu II je enzym, který mění stupeň supercoilingu DNA tím, že způsobuje zlomení a sestupování dvou řetězců. |
| Hydrolýza ATP | |
| Topoizomeráza I nepotřebuje pro svou funkci hydrolýzu ATP. | Topoizomeráza II musí pro svou funkci potřebovat hydrolýzu ATP. |
| Rozbíjení DNA | |
| Topoizomeráza I rozbíjí jednotlivé řetězce. | Topoizomeráza II láme dvouvlákna. |
| Struktura | |
| Topoizomeráza I je monomer. | Topoizomeráza II je heterodimer. |
| Změna spojovacího počtu kruhové DNA | |
| Topoizomeráza I mění spojovací počet kruhové DNA o jednotky přesně 1 nebo o násobky 1 (n). | Topoizomeráza II mění spojovací počet kruhové DNA o jednotky ± 2. |
Shrnutí - topoizomeráza I vs II
Topoizomerázy jsou enzymy, které se podílejí na navíjení nebo odvíjení DNA. Uvolňují supercoily DNA 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 přesmyky DNA se provádějí topoizomerázami. Hydrolýza ATP není pro funkci topoizomerázy I nutná. Topoizomeráza I štěpí jednořetězce v DNA. Na druhé straně topoizomeráza II štěpí oba řetězce v DNA a pro svou funkci nebo aktivitu potřebuje ATP. Později se tyto řezy v páteři DNA znovu uzavřou. Bakteriální a lidské topoizomerázy mají v přírodě podobné mechanismy. To je rozdíl mezi topoizomerázou I a II.
Stáhněte si verzi topoizomerázy I vs II ve formátu PDF
Můžete si stáhnout verzi tohoto článku ve formátu PDF a použít jej pro offline účely podle citace. Stáhněte si zde PDF verzi Rozdíl mezi topoizomerázou I a II
