Belangrijk verschil – Topoisomerase I vs II
DNA heeft een cel nodig om zich door celdeling in twee dochtercellen te verdelen. DNA wordt gedupliceerd door DNA-replicatie. Er zou dus een speciaal mechanisme moeten zijn om het sterk gewonde spiraalvormige DNA te repliceren. Topoisomerase is een enzym dat DNA op een bepaald punt kan knippen en de DNA-twist ontrafelt en de DNA-supercoil-aard verlicht. Het is het enzym dat deelneemt aan het op- en afwikkelen van het DNA. Het kronkelprobleem van DNA wordt veroorzaakt door de verstrengelde structuur van dubbelstrengs DNA. Dit soort topologische problemen die in de verdubbelde DNA-strengen ontstaan, kunnen worden gecorrigeerd door topo-isomerases. Ze knippen meestal de DNA-fosfaatruggengraat door één of beide strengen en zorgen ervoor dat de DNA-supercoil-structuur kan worden afgewikkeld. Later wordt de DNA-ruggengraat opnieuw verzegeld. Bacteriële en menselijke topoisomerases hebben vergelijkbare mechanismen. Topoisomerase I en II zijn methoden voor het omgaan met supercoiled DNA. Topoisomerase I knipt één streng in het dubbelstrengs DNA en er is geen ATP nodig voor zijn functie. Aan de andere kant snijdt Topoisomerase II beide strengen in DNA en heeft het ATP nodig voor zijn activiteit. Dit is het belangrijkste verschil tussen Topoisomerase I en II.
Wat is topoisomerase I?
Topoisomerase I is een enzymklasse die de regulatie van DNA-supercoiling omvat. Ze beheren de supercoiling in het DNA door enkelstrengige breuken te creëren en de DNA-strengen te degraderen. Hun rol is zeer belangrijk voor DNA-replicatie en transcriptie. Ze zijn verder onderverdeeld in type IA en type IB. Type IA-topoisomerasen worden prokaryotische topo-isomerases I genoemd. Aan de andere kant worden type IB-topoisomerasen aangeduid als eukaryote topo-isomerases I. Type IA- en type IB-topoisomerasen zijn functioneel verschillend. De prokaryotische topoisomerase I kan alleen de negatieve DNA-supercoils herbeleven. En eukaryote topoisomerase. Ik kan positieve DNA-supercoils introduceren, ook scheiden ze het DNA van het dochterchromosoom na replicatie, en ontspannen dit DNA.
Figuur 01: Topoisomerase I en II
De Ecoli-topoisomerase I is een holo-enzym met drie Zn (II)-atomen in de tetracysteïne-motieven nabij het carboxy-uiteinde. Het is 97 kDa in gewicht. Topoisomerase I heeft verschillende ongebruikelijke kenmerken. Het heeft geen ATP-hydrolysering nodig om de topologische herschikking van DNA te katalyseren. Het opwindende kenmerk van de topoisomerase I is dat het een volledig functioneel monomeer is, terwijl de meeste enzymen die de complexe topologische herschikkingen van DNA omvatten, oligomeer van aard zijn.
Wat is topoisomerase II?
Om de DNA-klitten en supercoils te beheren, sneed het type II topoisomerase beide DNA-strengen tegelijkertijd door. Ze hebben ATP-hydrolysering nodig voor deze activiteit. Type II topoisomerase verandert het koppelingsgetal van circulair DNA met ± 2. Ze worden grofweg ingedeeld in twee categorieën, namelijk Type II A en Type IIB.
Figuur 02: Topoisomerase II
Typen II A-topoisomerasen omvatten bacterieel DNA-gyrase, eukaryotisch topo-isomerase II, eukaryaal viraal topo-isomerase alfa en bèta en topo-isomerase IV. Type II B-topoisomerasen omvatten topoisomerase VI gevonden in archaea en topoisomerase VI gevonden in hogere planten. De functie van de topoisomerase II is om beide strengen van een dubbele DNA-helix door te snijden en er een andere ongebroken DNA-helix doorheen te leiden. Ten slotte worden de afgesneden uiteinden weer gedegradeerd. Remmermoleculen voor topoisomerase II kunnen worden gevonden als Hu-331, ICRF-193 en mitindomide.
Wat zijn de overeenkomsten tussen topoisomerase I en II?
- Beide zijn enzymen die betrokken zijn bij het verlichten van supercoils.
- Beide komen zowel in prokaryotische organismen als in eukaryote organismen voor.
- Zowel de topoisomerase I- als de II-functies zijn zeer belangrijk om de juiste DNA-replicatie en transcriptie in de levende cel te behouden.
- Beide zijn eiwitrijk.
Wat is het verschil tussen topoisomerase I en II?
Topoisomerase I vs Topoisomerase II |
|
| Type I topoisomerase is een enzym dat de mate van supercoiling van DNA verandert door enkelstrengige breuken en degradatie te veroorzaken. | Type II topoisomerase is een enzym dat de mate van supercoiling van DNA verandert door ervoor te zorgen dat dubbele strengen breken en degraderen. |
| ATP Hydrolyseren | |
| Topoisomerase I heeft geen ATP-hydrolysering nodig voor zijn functie. | Topoisomerase II moet ATP-hydrolysering nodig hebben voor zijn functie. |
| DNA breken | |
| Topoisomerase I breekt enkelstrengs af. | Topoisomerase II breekt dubbele strengen. |
| Structuur | |
| Topoisomerase I is een monomeer. | Topoisomerase II is een heterodimeer. |
| Het koppelingsnummer van circulair DNA wijzigen | |
| Topoisomerase I verandert het koppelingsgetal van circulair DNA met eenheden van strikt 1 of met veelvouden van 1(n). | Topoisomerase II verandert het koppelingsgetal van circulair DNA met eenheden van ±2. |
Samenvatting – Topoisomerase I vs II
De topoisomerases zijn de enzymen die betrokken zijn bij het op- of afwikkelen van het DNA. Ze ontlasten de DNA-supercoils en vergemakkelijken de DNA-replicatie en transcriptie. Deze enzymen zijn te vinden in bijna alle organismen zoals; mensen, bacteriën, hogere planten, andere bacteriën en archaea. Topologische DNA-herrangschikkingen worden gedaan door topoisomerases. De ATP-hydrolysering is niet nodig voor de functie van topo-isomerase I. Topoisomerase I knipt een enkele streng in het DNA. Aan de andere kant knipt topoisomerase II beide strengen in DNA en heeft ATP nodig voor hun functie of activiteit. Later worden deze sneden in de DNA-ruggengraat opnieuw verzegeld. De bacteriële en menselijke topoisomerases hebben vergelijkbare mechanismen in de natuur. Dit is het verschil tussen Topoisomerase I en II.
Download de PDF-versie van Topoisomerase I vs II
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienota. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen topoisomerase I en II
