Topoizomerazy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Topoizomerazy – grupa enzymów biorących udział w replikacji gdzie odpowiadają za stopień skręcenia podwójnej helisy[1].

Topoizomerazy konwertują energię chemiczną pochodzącą od ATP w energię torsyjnego napięcia cząsteczki o superhelikalnej strukturze. In vivo topoizomerazy rozplatają podwójną helisę DNA, udostępniając w ten sposób matrycę dla enzymów replikacyjnych lub transkrypcyjnych. W zależności od ilości rozrywanych jednorazowo wiązań fosfodiestrowych wyróżniamy:

  • topoizomerazy I - hydroliza jednego wiązania - nacięcie jednej nici, odpowiada za usuwanie (relaksacja) z cząsteczki DNA superskrętów.
  • topoizomerazy II - hydroliza dwóch wiązań - nacięcie obu nici, odpowiada za dodanie do cząsteczki DNA superskrętów.

Reakcje usunięcia i dodania superskrętów do cząsteczki DNA[edytuj | edytuj kod]

1. Relaksacja:

  • Cząsteczka DNA wiąże się z centrum aktywnym topoizomerazy I; grupa hydroksylowa -OH tyrozyny 723 wchodzi w reakcję z grupą fosforanową jednej z nici DNA, tworzy się wiązanie fosfodiestrowe między enzymem i DNA - następuje rozerwanie (rozcięcie) jednej z nici helisy.
  • Cząsteczka DNA odwraca się wokół nieprzeciętej nici. Taka rotacja usuwa superhelikalne skręty w cząsteczce.
  • Wolna grupa hydroksylowa -OH cząsteczki DNA wchodzi w reakcję z grupą fosfotyrozynową wskutek czego przerwana nić DNA zostaje połączona.
  • Topoizomeraza I odłącza się od cząsteczki DNA.

2. Dodanie superskrętu:

  • Cząsteczka DNA wiąże się z centrum aktywnym topoizomerazy II, tworząc kompleks.
  • Kompleks topoizomeraza II / cząsteczka DNA (segment G) wiąże się słabo z innym fragmentem DNA (segment T) za pomocą domen.
  • Po dostarczeniu energii w postaci ATP następuje rozerwanie obu nici segmentu G.
  • Segment T zostaje przemieszczony za pomocą domen (białek składowych cząsteczki) topoizomerazy II przez pęknięcie segmentu G.
  • Pęknięte nici segmentu G zostają na nowo połączone.
  • Topoizomeraza II otwiera domeny (segment G pozostaje związany z enzymem) i jest gotowa do związania kolejnego segmentu T.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. topoizomerazy w encyklopedii PWN. PWN. [dostęp 2013-02-19].

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  1. Berg, Stryer, Tymoczko: Biochemia, wyd. 4., Wyd. Nauk. PWN, Warszawa, 2009