Põhiline erinevus prokarüootse ja eukarüootse topoisomeraasi vahel on topoisomeraasi raku päritolu. Prokarüootsed topoisomeraasid esinevad prokarüootse rakulise päritoluga rakkudes, samas kui eukarüootsed topoisomeraasid esinevad eukarüootse rakulise päritoluga organismide hulgas. Lisaks erinevad need ka jaotuse poolest. Prokarüootsed topoisomeraasid esinevad raku tsütoplasmas, samas kui eukarüootsed topoisomeraasid on jaotunud tuumas.
Isomeraas on rühm ensüüme, mis katalüüsivad molekulide struktuurset ümberkorraldust. Topoisomeraas on üks isomeraaside tüüp. See muudab DNA molekuli topoloogiat, reguleerides DNA ülikerimist. See lõikab ja sulgeb uuesti ühe või mõlemad DNA dupleksi ahelad. Seetõttu on DNA võimeline läbima replikatsiooni, transkriptsiooni, parandamise ja kromosoomide segregatsiooni. Topoisomeraase on kahte tüüpi, nimelt topoisomeraas I ja II.
Mis on prokarüootne topoisomeraas?
Prokarüootse DNA topoisomeraasid on ensüümid, mis on vajalikud prokarüootse DNA replikatsiooni käigus. Nad leevendavad stressi DNA ülikerimise ajal, põhjustades ühe- ja kaheahelalisi katkestusi.
Prokarüootsete topoisomeraaside tüübid
I tüüpi topoisomeraasid põhjustavad üheahelalisi katkestusi, samas kui II tüüpi topoisomeraasid põhjustavad kaheahelalisi katkestusi. Topo IA, Topo IC ja Reverse Gyrase on kolm peamist tüüpi prokarüootseid topoisomeraase, mis esinevad enamasti bakterites ja arhees. Tüüp IIA ja tüüp IIB on II tüüpi topoisomeraasid, mis esinevad prokarüootides.
Kamptotetsiin ja mittekamptotetsiin inhibeerivad prokarüootse I tüüpi topoisomeraasi toimet ja need on hästi tuntud ravimid vähivastases ravis.
Mis on eukarüootne topoisomeraas?
Eukarüootsed topoisomeraasid osalevad eukarüootse DNA replikatsioonis. Need aitavad eemaldada positiivseid ja negatiivseid superspiraale topeltheeliksi lahtikeeramisel replikatsiooni algusfaasis
Eukarüootsete topoisomeraaside tüübid
Eukarüootid kannavad nii I kui II tüüpi topoisomeraase. Sarnaselt prokarüootidele lõhuvad I tüüpi topoisomeraasid DNA üksikuid ahelaid. Seevastu II tüüpi topoisomeraasid põhjustavad kaheahelalisi katkestusi. I tüüpi topoisomeraasid eukarüootides on IB tüüpi topoisomeraasi alarühmad, samas kui IIA tüüpi alamklassid, sealhulgas tüüp IIα, esinevad kõrgemates eukarüootides, nagu imetajad. Pärmil on erilised topoisomeraasid.
Joonis 01: Topoisomeraasi toime eukarüootides
Kamptotetsiin ja mittekamptotetsiini ravimid võivad samuti inhibeerida eukarüootseid topoisomeraase. Seega on need kasulikud vähivastaste ainetena, et takistada vähirakkude vohamist, pärssides replikatsiooniprotsessi.
Millised on prokarüootse ja eukarüootse topoisomeraasi sarnasused?
- Mõlemad topoisomeraasid põhjustavad ühe- või kaheahelalisi katkestusi, et leevendada pinget superkerimise ajal.
- Need on DNA replikatsiooniks hädavajalikud.
- Need võivad eemaldada nii positiivseid kui ka negatiivseid superpooli.
- Mõlemat topoisomeraasi on kahte tüüpi, I ja II tüüpi.
- Kamptotetsiini ja mittekamptotetsiini ravimid pärsivad mõlema topoisomeraasi toimet.
Mis vahe on prokarüootsel ja eukarüootsel topoisomeraasil?
Prokarüootsed topoisomeraasid esinevad bakterite ja arheide tsütoplasmas. Seevastu tuumas esinevad eukarüootsed topoisomeraasid. Topo IA, Topo IC ja pöördgüraas on I tüüpi prokarüootne topoisomeraas, I tüüpi eukarüootne topoisomeraas aga IB tüüpi topoisomeraasi alarühmi. II tüüpi prokarüootsete topoisomeraaside hulka kuuluvad tüüp IIA ja tüüp IIB, samas kui II tüüpi eukarüootne topoisomeraas hõlmab IIA tüüpi alamklasse.
Kokkuvõte – prokarüootne vs eukarüootne topoisomeraas
DNA topoisomeraasid on ensüümid, mis osalevad DNA replikatsiooni lahtikeeramise käigus tekkinud positiivsete ja negatiivsete superspiraalide eemaldamises. Erinevus prokarüootse ja eukarüootse topoisomeraasi vahel sõltub ensüümi raku päritolust ja jaotumisest.
