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 strukturze superhelikalnej. In vivo topoizomerazy rozplatają podwójną helisę DNA, udostępniając w ten sposób matrycę dla enzymów replikacyjnych lub transkrypcyjnych. W zależności od liczby rozrywanych jednorazowo wiązań fosfodiestrowych wyróżnia się:

  • topoizomerazy I, hydrolizujące jednego wiązania – nacięcie jednej nici, odpowiada za usuwanie z cząsteczki DNA superskrętów (relaksacja).
  • topoizomerazy II, hydrolizujące dwa wiązania – nacięcie obu nici, odpowiada za dodanie do cząsteczki DNA superskrętów.

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

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.

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: Encyklopedia [on-line]. PWN. [dostęp 2015-03-31].

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

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