topoisomerase

Keluarga topoisomerase bertanggung jawab untuk mempertahankan struktur tersier DNA sepanjang siklus hidup, bertanggung jawab atas penggulungan dan pelepasan untaian DNA selama sintesis, replikasi, kondensasi dan dekondensasi, dll. Enzim-enzim nukleus ini ada pada prokariota dan eukariota, sebuah fakta yang menunjukkan kekunoan dan pentingnya evolusi molekul-molekul ini bekerja pada asam deoksiribonukleat.

Topoisomerase II memecah kedua untai DNA dan melepaskan ketegangan dari untai DNA.

DNA memiliki konformasi heliks ganda, di mana dua untai basa nitrogen dihubungkan oleh jembatan fosfat terjalin atau memutar satu sama lain. Masalah muncul ketika, misalnya, untai ganda ini terbuka dan belitan menciptakan tegangan puntir pada sisa untaian (untuk melihat ketegangan dengan mata Anda sendiri, coba ambil dua tali atau karet gelang dan melilitkannya seperti DNA dan kemudian membukanya menjadi dua tanpa membiarkannya terbuka di ujungnya). Ketika kita membuka dua untai kita menciptakan supercoil (positif jika searah jarum jam atau negatif jika sebaliknya) di sisa untai ganda yang akan mengakibatkan kesulitan yang lebih besar dalam membuka untai DNA di titik lain (itu dapat diverifikasi dalam eksperimen sederhana yang sama mencoba membuka lubang kedua di tempat lain dengan lubang pertama).

Keluarga gen: Tiga jenis DNA topoisomerase telah dikarakterisasi berdasarkan sifat katalitiknya, pengeluaran energi dan struktur proteinnya: DNA topoisomerase tipe I (TOPI, subtipe IA dan IB) dan DNA topoisomerase tipe II (TOPII).

+ Topoisomerase I: Dalam E. coli topoisomerase I adalah monomer yang dikodekan oleh gen topA. Ia bekerja pada DNA dengan supercoiling negatif dan hanya memotong salah satu untai menghasilkan 5’P dan 3’OH dan enzim bergabung dengan ikatan 5’P melalui OH. Kemudian melalui celah itu melewati untai DNA dan ketika untai melewati itu menutup ikatan. Itu tidak membuang ATP . Energi yang dilepaskan oleh pemutusan digunakan untuk menyegel DNA. OH tidak terikat secara kovalen dengan enzim, tetapi terikat pada DNA sehingga supercoiling tidak hilang. Ketika untai telah melewati celah kedua, serangan nukleofilik terjadi dan esterifikasi 3’OH-5’P terjadi dan ujung-ujungnya bergabung kembali. Topoisomerase I bekerja pada DNA superkoil negatif (non-positif). Oleh karena itu, ini adalah enzim relaksasi.

+ Topoisomerase II atau girase: Ini adalah heterodimer (dua monomer berbeda), dikodekan oleh gen gyrA dan gyrB. Potong dua untai DNA . Setiap monomer terikat oleh subunit katalitik pada ikatan 5’P, sehingga menghemat energi. Satu untai kembali dan menutup dua mata rantai yang rusak. Untaian yang lewat di belakang sekarang melewati. Oleh karena itu enzim supercoiling negatif . Kinerja enzim ini memang membutuhkan ATP , yang diperlukan untuk perubahan konformasi enzim. Topoisomerase II menerima DNA melingkar positif dan negatif dan rileks.

+ Efek gabungan topoisomerase pada DNA
Mereka bertindak bersama untuk mempertahankan tingkat superkoil yang memadai agar proses biologis berlangsung.

Jika gen topA (mengkode topoisomerase I) bermutasi pada E. coli , saya tidak dapat bertindak dan DNA akan menjadi superkoil. Jika Anda bermutasi gyrA atau gyrB encoding topoisomerase II, DNA akan santai. Jika beberapa gyr dan topA bermutasi, kita akan memiliki tingkat mutasi yang seimbang. Yang penting bukanlah seberapa banyak topoisomerase bertindak, tetapi kinerja yang seimbang dari keduanya .

Cara kerjanya: Enzim dari keluarga topoisomerase memotong dan menyambung ikatan fosfodiester dan DNA yang dihasilkan adalah isomer topologi. Ini juga memungkinkan molekul DNA lain melewati potongan yang dibuat. Tindakan ini membutuhkan pengeluaran ATP.

Antibiotik: Topoisomerase sering menjadi target antibiotik karena pentingnya mereka dalam replikasi DNA. Misalnya, kuinolon yang menghambat girase.

Related Posts