Topoizomerazy to enzymy, dzięki którym w komórce może zmieścić się bardzo długa cząsteczka DNA...
Ogólnie
(ogólne informacje zaczerpnąłem z Wikipedia.pl i uzupełniłem je - również na portalu Wikipedia.pl edytowałem to hasło)
Topoizomerazy – grupa enzymów konwertujących 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.
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 w skutek czego przerwana nić DNA zostaje połączona.
- Topoizomeraza I odłącza się od cząsteczki DNA.
źródło: http://www.mun.ca/biochem/courses/3107/images/ARB70_topoI_mechanism.jpg
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.
Źródło: http://www.mun.ca/biochem/courses/3107/images/VVP/Ch23/23-14.jpg
Bibliografia:
Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemia; wyd. 4.; Wydawnictwo Naukowe PWN; Warszawa, 2009