Peamine erinevus – topoisomeraas I vs II
DNA-d vajab rakk, et rakkude jagunemise teel jaguneda kaheks tütarrakuks. DNA dubleeritakse DNA replikatsiooni teel. Seega peaks olema spetsiaalne mehhanism tugev alt haavatud spiraalse DNA replikatsiooniks. Topoisomeraas on ensüüm, mis võib DNA-d teatud punktis lõigata ja lahti harutada DNA keerdumise ning leevendada DNA superspiraali olemust. See on ensüüm, mis osaleb DNA kerimises ja lahtikerimises. DNA keerdumise probleem on tõstatatud kaheahelalise DNA läbipõimunud struktuuri tõttu. Seda tüüpi DNA kahekordsetes ahelates tekkinud topoloogilisi probleeme saab parandada topoisomeraasidega. Tavaliselt lõikavad nad DNA fosfaadi karkassi kas ühe või mõlemad ahelad ja võimaldavad DNA superspiraali struktuuri lahti kerida. Hiljem suletakse DNA karkass uuesti. Bakterite ja inimese topoisomeraasidel on sarnased mehhanismid. Topoisomeraas I ja II on meetodid superkeerdunud DNA-ga toimetulemiseks. Topoisomeraas I lõikab kaheahelalises DNA-s ühe ahela ja selle toimimiseks pole ATP-d vaja. Teisest küljest lõikab topoisomeraas II DNA mõlemad ahelad ja vajab oma tegevuseks ATP-d. See on peamine erinevus topoisomeraas I ja II vahel.
Mis on topoisomeraas I?
Topoisomeraas I on ensüümide klass, mis hõlmab DNA ülikerimise reguleerimist. Nad juhivad DNA ülikerimist, luues üheahelalisi katkestusi ja taandades DNA ahelaid. Nende roll on DNA replikatsiooni ja transkriptsiooni jaoks väga oluline. Need jagunevad täiendav alt IA ja IB tüüpideks. IA tüüpi topoisomeraase nimetatakse prokarüootseteks topoisomeraasideks I. Teisest küljest nimetatakse IB tüüpi topoisomeraase eukarüootseteks topoisomeraasideks I. IA ja IB tüüpi topoisomeraasid on funktsionaalselt erinevad. Prokarüootne topoisomeraas I suudab uuesti läbi elada ainult negatiivsed DNA superspiraalid. Ja eukarüootne topoisomeraas I võib sisestada positiivseid DNA superspiraale, samuti eraldavad nad pärast replikatsiooni tütarkromosoomi DNA ja lõdvestavad selle DNA.
Joonis 01: Topoisomeraas I ja II
Ekoli topoisomeraas I on holoensüüm, mille karboksüotsa lähedal tetratsüsteiini motiivides on kolm Zn (II) aatomit. Selle kaal on 97 kDa. Topoisomeraas I omab mitmeid ebatavalisi omadusi. See ei vaja DNA topoloogilise ümberkorraldamise katalüüsimiseks ATP hüdrolüüsi. Topoisomeraas I põnev omadus on see, et see on täielikult funktsionaalne monomeer, samas kui enamik ensüüme, mis hõlmavad keerulisi DNA topoloogilisi ümberkorraldusi, on oma olemuselt oligomeersed.
Mis on topoisomeraas II?
DNA puntrade ja superspiraalide haldamiseks lõikas II tüüpi topoisomeraas mõlemad DNA ahelad korraga läbi. Selle tegevuse jaoks vajavad nad ATP hüdrolüüsi. II tüüpi topoisomeraas muudab tsirkulaarse DNA sidumisarvu ± 2 võrra. Need jagunevad laias laastus kahte kategooriasse, nimelt tüüp II A ja tüüp IIB.
Joonis 02: Topoisomeraas II
II A tüüpi topoisomeraaside hulka kuuluvad bakteriaalne DNA güraas, eukarüootne topoisomeraas II, eukarüootne viiruse topoisomeraas alfa ja beeta ning topoisomeraas IV. II B tüüpi topoisomeraaside hulka kuuluvad arhees leiduv topoisomeraas VI ja kõrgemates taimedes leiduv topoisomeraas VI. Topoisomeraas II funktsioon on ühe DNA kaksikheeliksi mõlema ahela lõikamine ja teise katkematu DNA heeliksi läbimine. Lõpuks jäetakse lõigatud otsad uuesti alla. Topoisomeraasi II inhibiitormolekulid on Hu-331, ICRF-193 ja mitindomiid.
Millised on topoisomeraas I ja II sarnasused?
- Mõlemad on ensüümid, mis osalevad superspiraalide vabastamises.
- Mõlemat leidub nii prokarüootsetes kui ka eukarüootsetes organismides.
- Nii topoisomeraas I kui ka II funktsioon on väga olulised DNA õige replikatsiooni ja transkriptsiooni säilitamiseks elusrakus.
- Mõlemad on oma olemuselt valgulised.
Mis vahe on topoisomeraas I ja II vahel?
Topoisomeraas I vs topoisomeraas II |
|
| I tüüpi topoisomeraas on ensüüm, mis muudab DNA ülikerimise astet, põhjustades üheahelalisi katkestusi ja taandumist. | II tüüpi topoisomeraas on ensüüm, mis muudab DNA ülikerimise astet, põhjustades topeltahelate katkemise ja taandumise. |
| ATP hüdrolüüsimine | |
| Topoisomeraas I ei vaja oma toimimiseks ATP hüdrolüüsimist. | Topoisomeraas II peab oma toimimiseks vajama ATP hüdrolüüsimist. |
| DNA purunemine | |
| Topoisomeraas I teeb üheahelalisi katkestusi. | Topoisomeraas II katkestab kaksikahelad. |
| Struktuur | |
| Topoisomeraas I on monomeer. | Topoisomeraas II on heterodimeer. |
| Ringikujulise DNA sidumisnumbri muutmine | |
| Topoisomeraas I muudab tsirkulaarse DNA sidumisarvu ühikutega rangelt 1 või 1(n) kordajate võrra. | Topoisomeraas II muudab tsirkulaarse DNA sidumisarvu ±2 ühiku võrra. |
Kokkuvõte – topoisomeraas I vs II
Topoisomeraasid on ensüümid, mis osalevad DNA kerimises või lahtikerimises. Need vabastavad DNA superspiraalidest ja hõlbustavad DNA replikatsiooni ja transkriptsiooni. Neid ensüüme võib leida peaaegu kõigis organismides, näiteks; inimesed, bakterid, kõrgemad taimed, muud bakterid ja arheed. Topoloogilisi DNA ümberkorraldusi teevad topoisomeraasid. ATP hüdrolüüsimine ei ole topoisomeraas I funktsioneerimiseks vajalik. Topoisomeraas I lõikab DNA-s ühe ahela. Teisest küljest lõikab topoisomeraas II DNA mõlemad ahelad ja vajab nende funktsiooni või aktiivsuse jaoks ATP-d. Hiljem suletakse need DNA karkassi lõiked uuesti. Bakterite ja inimese topoisomeraasidel on looduses sarnased mehhanismid. See on erinevus topoisomeraas I ja II vahel.
Laadige alla topoisomeraas I vs II PDF-versioon
Saate alla laadida selle artikli PDF-versiooni ja kasutada seda võrguühenduseta kasutamiseks vastav alt tsitaadi märkusele. Palun laadige PDF-versioon alla siit. Erinevus topoisomeraasi I ja II vahel
