Verschil tussen Topoisomerase I en II

Belangrijkste verschil - Topoisomerase I tegen II
 

DNA is nodig voor een cel om zich door celdeling te verdelen in twee dochtercellen. DNA wordt gedupliceerd door DNA-replicatie. Er zou dus een speciaal mechanisme moeten zijn om het sterk gewikkelde, spiraalvormige DNA te repliceren. Topoisomerase is een enzym dat op een bepaald punt DNA kan knippen en de DNA-draai ontrafelt en de DNA-supercoil-aard verlicht. Het is het enzym dat deelneemt aan het wikkelen en afwikkelen van het DNA. Het opwindingsprobleem van DNA wordt veroorzaakt door de verstrengelde structuur van dubbelstrengig DNA. Dit soort topologische problemen gecreëerd in de DNA-verdubbelde strengen kan worden gecorrigeerd door topoisomerasen. Ze knippen de DNA-fosfaatruggengraat meestal door een of beide strengen en laten de DNA-supercoilstructuur afwikkelen. Later wordt de DNA-backbone opnieuw verzegeld. Bacteriële en menselijke topoisomerasen hebben vergelijkbare mechanismen. Topoisomerase I en II zijn werkwijzen voor het hanteren van supercoiled DNA. Topoisomerase I knipt één streng in het dubbelstrengige DNA en geen ATP is vereist voor zijn functie. Aan de andere kant Topoisomerase, II snijdt beide strengen in DNA en heeft ATP nodig voor zijn activiteit. Dit is de belangrijk verschil tussen Topoisomerase I en II.

INHOUD

1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is Topoisomerase I
3. Wat is Topoisomerase II
4. Overeenkomsten tussen Topoisomerase I en II
5. Vergelijking zij aan zij - Topoisomerase I versus II in tabelvorm
6. Samenvatting

Wat is Topoisomerase I?

Topoisomerase I is een klasse van enzymen 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 prokaryote topoisomerasen I genoemd. Aan de andere kant worden type IB topoisomerasen aangeduid als eukaryote topoisomerasen I. Type IA en type IB topoisomerasen zijn functioneel verschillend. De prokaryotische topoisomerase I kan de negatieve DNA-supercoils alleen opnieuw beleven. En eukaryote topoisomerase I kan positieve DNA-supercoils introduceren, ze scheiden ook het DNA van dochterchromosoom na replicatie en ontspannen dit DNA.

Figuur 01: Topoisomerase I en II

De E coli topoisomerase I is een holoenzym met drie Zn (II) -atomen in de tetracysteïnemotieven nabij zijn carboxyterminus. Het is 97 kDa in gewicht. Topoisomerase I heeft verschillende ongebruikelijke kenmerken. Het heeft geen ATP-hydrolyse nodig om de topologische herrangschikking van DNA te katalyseren. Het spannende kenmerk van de topoisomerase I is dat het een volledig functioneel monomeer is, terwijl de meeste enzymen die de complexe DNA-topologische herschikkingen bevatten, oligomeer van aard zijn.

Wat is Topoisomerase II?

Om de DNA-klitten en supercoils te beheren, sneed type II topoisomerase beide DNA-strengen tegelijkertijd. Ze hebben ATP-hydrolyse nodig voor deze activiteit. Type II topoisomerase verandert het koppelingsaantal van het circulaire DNA met ± 2. Ze worden grofweg ingedeeld in twee categorieën, namelijk Type II A en Type IIB.

Figuur 02: Topoisomerase II

Types II A topoisomerasen omvatten bacterieel DNA-gyrase, eukaryoot topoisomerase II, eukaryaal viraal topoisomerase alfa & bèta en topoisomerase IV. Typen IIB topoisomerasen omvatten topoisomerase VI gevonden in archaea en topoisomerase VI aangetroffen in hogere planten. De functie van de topoisomerase II is het knippen van beide strengen van één dubbele DNA-helix en geeft een andere ongebroken DNA-helix erdoorheen. Ten slotte worden de uitgesneden uiteinden opnieuw gedegradeerd. Inhibitor-moleculen 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 betrokken bij het verlichten van supercoils.
• Beide zijn te vinden in prokaryotische organismen evenals in eukaryote organismen.
• 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 eiwitachtig van aard.

Wat is het verschil tussen Topoisomerase I en II?

Topoisomerase I versus Topoisomerase II
Type I topoisomerase is een enzym dat de graad van supercoiling van DNA verandert door het veroorzaken van enkelstrengige breuken en degradatie.	Type II topoisomerase is een enzym dat de mate van supercoiling van DNA verandert door het veroorzaken van dubbele breuken en degradatie.
ATP Hydrolyzing
Topoisomerase I heeft voor zijn functie geen hydrolyse van ATP nodig.	Topoisomerase II moet ATP-hydrolyserend zijn voor zijn functie.
DNA Breaking
Topoisomerase I doet enkelstrengsbreuken.	Topoisomerase II breekt dubbele strengen af.
Structuur
Topoisomerase I is een monomeer.	Topoisomerase II is een heterodimeer.
Het koppelingsaantal van circulair DNA wijzigen
Topoisomerase I verandert het koppelingsaantal van circulair DNA door eenheden van strikt 1 of door veelvouden van 1 (n).	Topoisomerase II verandert het koppelingsaantal van circulair DNA met eenheden van ± 2.

Samenvatting - Topoisomerase I tegen II

De topoisomerasen zijn de enzymen die betrokken zijn bij het op- of afwikkelen van het DNA. Ze verlichten de DNA-supercoils en faciliteren 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-herschikkingen worden uitgevoerd door topoisomerases. De ATP-hydrolyse is niet nodig voor de functie van topoisomerase I. Topoisomerase I snijdt 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 delen van de DNA-backbone opnieuw verzegeld. De bacteriële en humane topoisomerasen 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, zoals per citaatnotitie. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen Topoisomerase I en II

Referentie:

1. Topoisomerase I. Beschikbaar Hier  
2. "Type II topoisomerase." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 6 november 2017. Beschikbaar Hier 
3. "Type I topoisomerase." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28 nov. 2017. Beschikbaar Hier 

Afbeelding met dank aan:

1.'Topoisomerase-inhibitor 'door Vtvu - eigen werk, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 
2.'2rgr 'By Coachwd op de Engelstalige Wikipedia, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia