ההבדל העיקרי בין סלילת-על חיובית לשלילית של DNA הוא שבמהלך סלילת-על חיובית של DNA, גדיל ה-DNA מתפתל יתר על המידה בהשוואה למצב הרגוע, בעוד שבמהלך סלילת-על שלילי של DNA, גדיל ה-DNA נמצא תחת פצע בהשוואה ל- מצב רגוע.
DNA supercoiling הוא כמות הטוויסט בגדיל DNA (סלילה יתר או מתחת), והוא קובע את כמות המתח על הגדיל. Topoisomerases הם האנזימים המקלים ומווסתים את סלילת העל של DNA כדי לשפר את שכפול ה-DNA ותעתוקם. הם נמצאים בכל התאים, כולל חיידקים ובני אדם.סלילת-על של DNA חשובה לתהליכים תאיים רבים כמו הדחסת DNA וביטוי גנים, באמצעות ויסות הגישה לקוד הגנטי. ישנם שני סוגים של סלילת-על של DNA כמו סלילת-על חיובית וסלילת-על שלילית.
מהו סליל-על חיובי של DNA?
סלילת-על חיובית של DNA הוא תהליך שבו גדיל ה-DNA נכרך יתר על המידה בהשוואה למצב הרגוע. זה מתרחש כאשר הקונפורמציה הכפולה-סלילית של DNA (ימני) מסובבת חזק יותר (על פצע במצב ימני) עד שהמבנה הסליל מתעוות ומתפתח לרמה של 'קשר'.
איור 01: סלילת-על של DNA
משוואות מתמטיות מרחיבות את סליל העל החיובי של ה-DNA.ה-DNA אינו מפותל באופן חיובי במצבים נורמליים, אלא מתרחש רק במהלך תהליכים תאיים, למשל, כדי להקל על מיטוזה שבה DNA-אחיות משוכפלות מופרדות לתאי בת במהלך השלב הבין-שלבי בפיתוח ותחזוקה של תחומים הקשורים טופולוגית. תחומים אלה הם TADs. יתרה מכך, במהלך הרכבת כרומוזומים מיטוטיים, הוכח כי הקונדנסין גורם לסלילת-על חיובית של DNA. עיבוי הוא קומפלקס חלבון גדול הממלא תפקיד מרכזי בהרכבת הכרומוזומים המיטוטיים וגורם ל-Supercoiling חיובי באופן תלוי הידרוליזה של ATP.
מהו סליל-על שלילי של DNA?
סלילת-על שלילי של DNA הוא תהליך שבו גדיל ה-DNA נמצא מתחת לפצע בהשוואה למצב הרגוע. זה מתרחש כאשר המבנה הסליל הכפול של ה-DNA (יד שמאל) מתפתל קל יותר (תחת פצע במצב שמאלני) עד שהמבנה הסלילי הופך רגוע יותר מצורת ה-B הרגילה הרגילה של DNA.זה מקל על שכפול ותעתוק של DNA באמצעות אנזימי טופואיזומראז.
איור 02: סלילת-על שלילי של DNA
סלילת-על של DNA מייצרת שני סוגים של מבנים הנקראים פלקטונמה או טורואיד. לפעמים זה יכול להיות שילוב של שניהם. במהלך סלילת-על שלילי של ה-DNA, מולקולת ה-DNA תייצר סליל ימני עם שתי התחלות עם לולאות סופיות (הפלקטונמה) או סליל שמאלי עם התחלה אחת (הטורואיד). פלקטונמים נפוצים יותר בטבע, במיוחד בחיידקים.
מהם הדמיון בין סליל-על חיובי ושלילי של DNA?
- סליל-על חיובי ושלילי של DNA קיים בכל האורגניזמים (מחיידקים ועד לבני אדם)
- שני התהליכים משנים את צורת גדיל ה-DNA.
- הם משפיעים על המבנה הכפול-סליל של ה-DNA.
- יתר על כן, שני המנגנונים חשובים להקלת פונקציות סלולריות רבות.
- אנזימים שולטים בסליל-על חיובי ושלילי של DNA.
מה ההבדל בין סלילת-על חיובית לשלילה של DNA?
ההבדל העיקרי בין סלילת-על חיובית לשלילית של DNA הוא שבמהלך סלילת-על חיובית של DNA, גדיל ה-DNA מתפתל יתר על המידה בהשוואה למצב הרגוע בעוד שבמהלך סלילת-על שלילי של DNA, גדיל ה-DNA נמצא מתחת לפצע בהשוואה ל- מצב רגוע. ה-DNA של רוב האורגניזמים מפותל בצורה שלילית במצב נורמלי. סלילת-על חיובית מתרחשת רק במהלך תפקודים תאיים מסוימים. יתר על כן, סלילת-על חיובית של DNA מתרחשת לצד ימין, בעוד סלילת-על שלילי של DNA מתרחשת לצד שמאל.
האינפוגרפיקה שלהלן מציגה את ההבדלים בין סלילת-על חיובית לשלילית של DNA בצורה טבלאית להשוואה זו לצד זו.
סיכום – סלילת-על חיובית לעומת שלילית של DNA
סלילת-על של DNA חשובה בתהליכים תאיים רבים, כמו הדחסת DNA וביטוי גנים, באמצעות ויסות גישה לקוד הגנטי. זה גם מקל ומווסת את סלילת ה-DNA כדי לשפר את שכפול ותעתוק ה-DNA. ההבדל העיקרי בין סלילת-על חיובית לשלילית של DNA הוא שבמהלך סלילת-על חיובית של DNA, גדיל ה-DNA מתפתל יתר על המידה בהשוואה למצב הרגוע, בעוד שבמהלך סלילת-על שלילי של DNA, גדיל ה-DNA נמצא תחת פצע בהשוואה למצב הרפוי. שני תהליכי סלילת העל של גדיל נתון משוכללים על ידי נוסחה מתמטית. שני התהליכים מושווים למצב ייחוס הידוע כמצב הרגוע של DNA או צורת B רגועה של DNA.
