تفاوت کلیدی – توپوایزومراز I در مقابل II
DNA برای یک سلول مورد نیاز است تا با تقسیم سلولی به دو سلول دختر تقسیم شود. DNA با همانندسازی DNA تکثیر می شود. بنابراین، باید مکانیسم خاصی برای تکثیر DNA مارپیچی بسیار زخمی وجود داشته باشد. توپوایزومراز آنزیمی است که می تواند DNA را در یک نقطه خاص برش دهد و پیچش DNA را باز کند و ماهیت ابرکویل DNA را تسکین دهد. آنزیمی است که در پیچیدن و باز کردن DNA شرکت می کند. مشکل سیم پیچی DNA به دلیل ساختار در هم تنیده DNA دو رشته ای مطرح می شود. 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 یکی یا هر دو رشته برش می دهند و اجازه می دهند ساختار ابرکویل DNA باز شود. بعداً ستون فقرات DNA دوباره مهر و موم می شود. توپوایزومرازهای باکتریایی و انسانی مکانیسم های مشابهی دارند. توپوایزومراز I و II روشهایی برای مقابله با DNA ابرپیچیده شده هستند. توپوایزومراز I یک رشته را در DNA دو رشته ای قطع می کند و برای عملکرد آن نیازی به ATP نیست. از طرف دیگر Topoisomerase II هر دو رشته را در DNA قطع می کند و برای فعالیت خود به ATP نیاز دارد. این تفاوت اصلی بین توپوایزومراز I و II است.
توپوایزومراز I چیست؟
توپوایزومراز I یک کلاس از آنزیم است که شامل تنظیم ابرپیچ دی‌ان‌ای است. آنها با ایجاد شکاف های تک رشته ای و پایین آوردن رشته های DNA، ابرپیچ در DNA را مدیریت می کنند. نقش آنها برای همانندسازی و رونویسی DNA بسیار مهم است. آنها بیشتر به نوع IA و نوع IB تقسیم می شوند. توپوایزومرازهای نوع IA به عنوان توپوایزومرازهای پروکاریوتی I نامیده می شوند.از سوی دیگر، توپوایزومرازهای نوع IB به عنوان توپوایزومرازهای یوکاریوتی I شناخته می شوند. توپوایزومرازهای نوع IA و نوع IB از نظر عملکردی متفاوت هستند. توپوایزومراز پروکاریوتی I فقط می تواند ابرکویل های DNA منفی را زنده کند. و توپوایزومراز یوکاریوتی I می تواند ابرحلقه های DNA مثبت را معرفی کند، همچنین آنها DNA کروموزوم دختر را پس از همانندسازی جدا می کنند و این DNA را آرام می کنند.
شکل 01: توپوایزومراز I و II
Ecoli topoisomerase I یک هولوآنزیم با سه اتم روی (II) در نقوش تتراسیستئین در نزدیکی انتهای کربوکسی آن است. وزن آن 97 کیلو دالتون است. توپوایزومراز I چندین ویژگی غیرمعمول دارد. برای کاتالیز بازآرایی توپولوژیکی DNA نیازی به هیدرولیز ATP ندارد. ویژگی خروجی توپوایزومراز I این است که یک مونومر کاملاً کاربردی است در حالی که بیشتر آنزیم هایی که شامل بازآرایی های توپولوژیکی پیچیده DNA می شوند ماهیت الیگومری دارند.
توپوایزومراز II چیست؟
به منظور مدیریت پیچیدگی های DNA و ابرپیچ ها، توپوایزومراز نوع II هر دو رشته DNA را به طور همزمان قطع می کند. آنها برای این فعالیت به هیدرولیز ATP نیاز دارند. توپوایزومراز نوع II تعداد پیوند DNA دایره ای را ± 2 تغییر می دهد. آنها به طور کلی به دو دسته طبقه بندی می شوند، نوع II A و نوع IIB.
شکل 02: توپوایزومراز II
توپوایزومرازهای نوع II A شامل DNA گیراز باکتریایی، توپوایزومراز یوکاریوتی II، توپوایزومراز ویروسی یوکاریال آلفا و بتا و توپوایزومراز IV هستند. توپوایزومرازهای نوع II B شامل توپوایزومراز VI موجود در آرکی و توپوایزومراز VI که در گیاهان عالی یافت می شود. عملکرد توپوایزومراز II این است که هر دو رشته یک مارپیچ دوگانه DNA را بریده و مارپیچ DNA ناگسستنی دیگری را از آن عبور می دهد.در نهایت، انتهای بریده شده دوباره پایین می آید. مولکول های بازدارنده توپوایزومراز II را می توان به صورت Hu-331، ICRF-193 و mitindomide یافت.
شباهت های بین توپوایزومراز I و II چیست؟
- هر دو آنزیم هستند که در تسکین ابرکویل ها نقش دارند.
- هر دو در موجودات پروکاریوتی و همچنین در موجودات یوکاریوتی یافت می شوند.
- هر دو عملکرد توپوایزومراز I و II برای حفظ همانندسازی و رونویسی مناسب DNA در سلول زنده بسیار مهم هستند.
- هر دو در طبیعت پروتئین هستند.
تفاوت بین توپوایزومراز I و II چیست؟
توپوایزومراز I در مقابل توپوایزومراز II |
|
| توپوایزومراز نوع I آنزیمی است که درجه ابرپیچ شدن DNA را با ایجاد گسستگی و سقوط تک رشته ای تغییر می دهد. | توپوایزومراز نوع II آنزیمی است که درجه ابرپیچ شدن DNA را با ایجاد شکستن و کاهش رشته های دوگانه تغییر می دهد. |
| ATP Hydrolyzing | |
| توپوایزومراز I برای عملکرد خود نیازی به هیدرولیز ATP ندارد. | توپوایزومراز II برای عملکرد خود به هیدرولیز ATP نیاز دارد. |
| شکست DNA | |
| توپوایزومراز I شکستهای تک رشته ای انجام می دهد. | توپوایزومراز II باعث شکستن دو رشته می شود. |
| ساختار | |
| توپوایزومراز I یک مونومر است. | توپوایزومراز II یک هترودایمر است. |
| تغییر شماره پیوندی DNA دایره ای | |
| توپوایزومراز I تعداد پیوند DNA دایره ای را با واحدهای کاملاً 1 یا مضربی از 1 (n) تغییر می دهد. | توپوایزومراز II تعداد پیوند DNA دایره ای را با واحدهای 2± تغییر می دهد. |
خلاصه - توپوایزومراز I در مقابل II
توپوایزومرازها آنزیم هایی هستند که در پیچیدن یا باز شدن DNA نقش دارند. آنها ابرکویل های DNA را تسکین می دهند و تکثیر و رونویسی DNA را تسهیل می کنند. این آنزیم ها را می توان تقریباً در همه موجودات مانند; انسان ها، باکتری ها، گیاهان عالی، سایر باکتری ها و باستانی ها. بازآرایی های DNA توپولوژیکی توسط توپوایزومرازها انجام می شود. هیدرولیز ATP برای عملکرد توپوایزومراز I مورد نیاز نیست. توپوایزومراز I تک رشته ای را در DNA قطع می کند. از طرف دیگر توپوایزومراز II هر دو رشته را در DNA قطع می کند و برای عملکرد یا فعالیت آنها به ATP نیاز دارد. بعداً این برش ها در ستون فقرات DNA دوباره مهر و موم می شوند.توپوایزومرازهای باکتریایی و انسانی در طبیعت مکانیسم های مشابهی دارند. این تفاوت بین توپوایزومراز I و II است.
دانلود نسخه PDF Topoisomerase I vs II
می توانید نسخه PDF این مقاله را دانلود کنید و طبق یادداشت نقل قول برای اهداف آفلاین از آن استفاده کنید. لطفاً نسخه PDF را از اینجا دانلود کنید تفاوت بین توپوایزومراز I و II
