تفاوت اصلی بین هلیکاز و توپوایزومراز این است که هلیکاز آنزیمی است که دو رشته مکمل DNA را با شکستن پیوندهای هیدروژنی بین پایه های دو رشته جدا می کند در حالی که توپوایزومراز آنزیمی است که ابرکویل های مثبت و منفی تشکیل شده در حین باز شدن را حذف می کند. فرآیند DNA با برش و مهر و موم مجدد یک یا هر دو رشته DNA دوبلکس.
DNA یک مارپیچ دوگانه است. این در دو رشته مکمل وجود دارد که از طریق پیوندهای هیدروژنی به یکدیگر متصل شده اند. تکثیر DNA، رونویسی و ترمیم DNA نیاز به جداسازی دو رشته از یکدیگر دارند تا نسخه‌های جدید ساخته شوند، mRNA و نوکلئوتیدها برای ترمیم اضافه شوند.دو آنزیم هلیکاز و توپوایزومراز در این مرحله وارد بازی می شوند. بنابراین، هم هلیکاز و هم توپوایزومرازها در باز شدن DNA ضروری هستند. هلیکاز DNA دو رشته ای را با شکستن پیوندهای هیدروژنی بین جفت بازهای نوکلئوتیدی در DNA دو رشته ای به تک رشته ها جدا می کند. در مقابل، توپوایزومراز پیچش DNA را باز می کند و با برش ستون فقرات فسفات DNA در یک یا هر دو رشته، طبیعت ابرکویل DNA را تسکین می دهد.
هلیکاز چیست؟
هلیکاز یک آنزیم ضروری در طی تکثیر DNA، رونویسی، نوترکیبی و ترمیم است. هلیکاز قادر به شکستن پیوندهای هیدروژنی موجود بین بازهای دو رشته مکمل مارپیچ DNA است. برای جدا کردن دو رشته، هلیکاز با DNA در محلی که سنتز رشته جدید شروع می شود، متصل می شود. این یک چنگال همانند سازی ایجاد می کند و شروع به شکستن پیوندهای هیدروژنی یکی یکی می کند. هلیکاز از انرژی ATP برای فعالیت خود استفاده می کند.
شکل 01: هلیکاز در طول همانندسازی DNA
علاوه بر موارد فوق، هلیکازهای DNA و همچنین هلیکازهای RNA وجود دارند. هلیکازهای RNA به تمام فرآیندهای RNA، از جمله رونویسی، پیرایش، و ترجمه، انتقال RNA، ویرایش RNA و غیره کمک می کنند.
توپوایزومراز چیست؟
توپوایزومراز آنزیمی است که DNA را در یک نقطه خاص برش می دهد و پیچش DNA را باز می کند و ماهیت ابرکویل DNA را تسکین می دهد. در طی عمل هلیکاز، ابرپیچ‌پیچ شدن DNA به دلیل ساختار در هم تنیده DNA دو رشته‌ای صورت می‌گیرد. این نوع مشکلات توپولوژیکی ایجاد شده در رشته های دوگانه DNA را می توان با توپوایزومرازها اصلاح کرد. آنها معمولاً ستون فقرات DNA فسفات را در یک یا هر دو رشته برش می دهند و اجازه می دهند ساختار ابرکویل DNA باز شود. بعدها، توپوایزومراز دوباره ستون فقرات DNA را مهر و موم می کند.
شکل 02: عمل و مهار توپوایزومراز
توپوایزومراز I و II دو نوع توپوایزومراز هستند که با DNA ابرپیچ خورده سروکار دارند. توپوایزومراز I یک رشته را در DNA دو رشته ای بدون استفاده از انرژی قطع می کند. در مقابل، توپوایزومراز II هر دو رشته را در DNA قطع می کند و از ATP برای فعالیت خود استفاده می کند. به دلیل فعالیت توپوایزومراز، DNA قادر به همانندسازی، رونویسی، ترمیم و جداسازی کروموزومی و غیره است.
شباهت‌های بین هلیکاز و توپوایزومراز چیست؟
- هلیکاز و توپوایزومراز دو آنزیم مورد نیاز برای همانندسازی، رونویسی و ترمیم DNA هستند.
- هر دو آنزیم به باز کردن DNA دو رشته ای کمک می کنند.
تفاوت بین هلیکاز و توپوایزومراز چیست؟
آنزیم هلیکاز پیوندهای هیدروژنی بین بازهای دو رشته مکمل DNA یا RNA را می شکند و دو رشته را از یکدیگر جدا می کند. از سوی دیگر، آنزیم توپوایزومراز با برش ستون فقرات فسفات در یک رشته یا دو رشته، ابرپیچ‌شدن DNA دو رشته‌ای را تغییر می‌دهد. بنابراین، این تفاوت اصلی بین هلیکاز و توپوایزومراز است. علاوه بر این، هلیکاز بر روی DNA و RNA عمل می کند، در حالی که توپوایزومراز تنها بر روی DNA عمل می کند. بنابراین، این یک تفاوت دیگر بین هلیکاز و توپوایزومراز است.
خلاصه - هلیکاز در مقابل توپوایزومراز
هلیکاز آنزیمی است که دو رشته DNA، RNA یا هیبرید DNA-RNA را با شکستن پیوندهای هیدروژنی بین بازها جدا می کند. عملکرد خود را با استفاده از انرژی انجام می دهد.در مقابل، توپوایزومراز آنزیمی است که برای کاهش استرس در حین ابرپیچ شدن، شکستگی های تک رشته ای یا دو رشته ای ایجاد می کند. بنابراین، این تفاوت اصلی بین هلیکاز و توپوایزومراز است. هر دو آنزیم در همانندسازی، رونویسی و ترمیم DNA مهم هستند.
