הבדל מפתח – Topoisomerase I לעומת II
DNA דרוש לתא על מנת להתחלק לשני תאי בת על ידי חלוקת תאים. DNA משוכפל על ידי שכפול DNA. אז, צריך להיות מנגנון מיוחד על מנת לשכפל את ה-DNA המפותל מאוד. טופואיזומראז הוא אנזים שיכול לחתוך DNA בנקודה מסוימת ולפרום את טוויסט ה-DNA ומקל על טבע סליל העל של ה-DNA. זה האנזים שמשתתף בפיתול ופירוק ה-DNA. הבעיה המתפתלת של ה-DNA מועלית עקב המבנה השזור של ה-DNA הדו-גדילי. סוגים אלה של בעיות טופולוגיות שנוצרו בגדילי ה-DNA הכפולים ניתנים לתיקון על ידי טופואיזומראזות.הם בדרך כלל חותכים את עמוד השדרה של ה-DNA פוספט, אחד או שניהם, ומאפשרים לפרום את מבנה סליל העל של ה-DNA. מאוחר יותר עמוד השדרה של ה-DNA נסגר שוב. לטופואיזומראזים חיידקיים ואנושיים יש מנגנונים דומים. Topoisomerase I ו-II הן שיטות להתמודדות עם DNA מפותל. Topoisomerase I חותך גדיל אחד ב-DNA הדו-גדילי ולא נדרש ATP לתפקודו. מצד שני Topoisomerase, II חותך את שני הגדילים ב-DNA וזקוק ל-ATP לפעילותו. זהו ההבדל העיקרי בין טופואיזומראז I ל-II.
מהו טופואיזומראז I?
Topoisomerase I הוא סוג של אנזים הכולל ויסות של סלילת-על של DNA. הם מנהלים את סלילת העל ב-DNA על ידי יצירת הפסקות חד-גדיליות והדחת גדילי ה-DNA. תפקידם חשוב ביותר עבור שכפול ותעתוק DNA. הם מחולקים עוד יותר לסוג IA וסוג IB. טופואיזומראזות מסוג IA מכונות טופואיזומראזות פרוקריוטיות I.מצד שני, טופואיזומראזות מסוג IB מכונים טופואיזומרזים איקריוטיים I. טופואיזומרזים מסוג IA וסוג IB שונים מבחינה תפקודית. הטופואיזומראז הפרוקריוטי יכול לחיות מחדש רק את סלילי העל של ה-DNA השלילי. וטופואיזומראז איקריוטי אני יכול להכניס סלילי-על חיוביים של DNA, הם גם מפרידים את ה-DNA של כרומוזום הבת לאחר שכפול, ומרגיעים את ה-DNA הזה.
איור 01: טופואיזומראז I ו-II
The Ecoli topoisomerase I הוא הולואנזים עם שלושה אטומי Zn (II) במוטיבים הטטרציסטיניים ליד הקצה הקרבוקסי שלו. משקלו הוא 97 kDa. ל-Topoisomerase I יש כמה תכונות חריגות. הוא אינו זקוק להידרוליזה של ATP כדי לזרז את הסידור מחדש הטופולוגי של ה-DNA. התכונה היוצאת מן הכלל של הטופואיזומראז I היא, שהוא מונומר מתפקד במלואו בעוד שרוב האנזימים הכוללים את הסידורים מחדש הטופולוגיים המורכבים של ה-DNA הם אוליגומריים באופיים.
מהו טופואיזומראז II?
כדי לנהל את סבך ה-DNA וסליל העל, טופואיזומראז מסוג II חתך את שני גדילי ה-DNA בו-זמנית. הם זקוקים להידרוליזה של ATP עבור פעילות זו. טופואיזומראז מסוג II משנה את מספר הקישור של DNA מעגלי ב-± 2. הם מסווגים באופן כללי לשתי קטגוריות, כלומר, סוג II A וסוג IIB.
איור 02: Topoisomerase II
Types II A topoisomerases כוללים DNA gyrase חיידקי, טופואיזומראז אוקריוטי, טופואיזומראז אוקריאלי ויראלי אלפא וביטא ו-topoisomerase IV. סוגים II B topoisomerases כוללים topoisomerase VI שנמצא ב archaea ו topoisomerase VI שנמצא בצמחים גבוהים יותר. תפקידו של טופואיזומראז II הוא חיתוך שני הגדילים של סליל דנ א כפול אחד ומעביר דרכו סליל DNA לא שבור אחר.לבסוף, הקצוות החתוכים יורדים שוב. ניתן למצוא מולקולות מעכבות של טופואיזומראז II כמו, Hu-331, ICRF-193 ו-mitindomide.
מהם הדמיון בין טופואיזומראז I ל-II?
- שניהם אנזימים המעורבים בהקלה על סלילי-על.
- שניהם נמצאים באורגניזמים פרוקריוטיים כמו גם באורגניזמים איקריוטיים.
- שני הפונקציות של הטופואיזומראז I ו-II חשובות מאוד על מנת לשמור על שכפול ותעתוק ה-DNA המתאימים בתא החי.
- שניהם חלבונים בטבע.
מה ההבדל בין טופואיזומראז I ל-II?
Topoisomerase I לעומת Topoisomerase II |
|
| טופואיזומראז מסוג I הוא אנזים שמשנה את דרגת סלילת-העל של ה-DNA על-ידי גרימת שבירה של גדילים בודדים והדחה. | טופואיזומראז מסוג II הוא אנזים המשנה את דרגת ה- supercoiling של ה-DNA על ידי גרימת שבירה והדחה של גדילים כפולים. |
| ATP הידרוליזה | |
| Topoisomerase I אינו זקוק להידרוליזה של ATP לצורך תפקידו. | Topoisomerase II חייב להזדקק להידרוליזה של ATP לתפקידו. |
| DNA Breaking | |
| Topoisomerase I עושה הפסקות גדיל בודד. | Topoisomerase II עושה גדילים כפולים נשברים. |
| מבנה | |
| Topoisomerase I הוא מונומר. | Topoisomerase II הוא הטרודימר. |
| שינוי מספר הקישור של DNA מעגלי | |
| Topoisomerase I משנה את מספר הקישור של DNA מעגלי ביחידות של 1 או בכפולות של 1(n). | Topoisomerase II משנה את מספר הקישור של DNA מעגלי ביחידות של ±2. |
סיכום – טופואיזומראז I לעומת II
הטופואיזומראזים הם האנזימים המעורבים בפיתול או שחרור ה-DNA. הם מקלים על סלילי העל של ה-DNA ומקלים על שכפול ותעתוק ה-DNA. ניתן למצוא אנזימים אלו כמעט בכל האורגניזמים כגון; בני אדם, חיידקים, צמחים גבוהים, חיידקים אחרים וארכיאה. סידורי DNA טופולוגיים נעשים על ידי טופואיזומראזות. ההידרוליזה של ATP אינה נחוצה לתפקוד של טופואיזומראז I. טופואיזומראז I חותך גדיל בודד ב-DNA. מצד שני טופואיזומראז II חותך את שני הגדילים ב-DNA וזקוק ל-ATP לתפקודם או לפעילותם. מאוחר יותר חתכים אלה בעמוד השדרה של ה-DNA נסגרים שוב.לטופואיזומראזות החיידקיות והאנושיות יש מנגנונים דומים בטבע. זה ההבדל בין טופואיזומראז I ל-II.
הורד את גרסת ה-PDF של Topoisomerase I vs II
ניתן להוריד את גרסת ה-PDF של מאמר זה ולהשתמש בה למטרות לא מקוונות לפי הערת ציטוט. אנא הורד כאן גרסת PDF ההבדל בין טופואיזומראז I ל-II
