Wat is het verschil tussen Helicase en Topoisomerase

De grootste verschil tussen helicase en topoisomerase is dat helicase wikkelt het dubbelstrengige DNA af, terwijl topoisomerase de spanning verlicht die door helicase wordt gecreëerd. Verder breekt helicase de waterstofbruggen tussen de twee DNA-strengen terwijl topoisomerase de fosfodiesterverbindingen in de DNA-backbone breekt.

Helicase en topoisomerase zijn twee enzymen die betrokken zijn bij de DNA-replicatie van zowel eukaryoten als prokaryoten. Ze spelen een sleutelrol bij de scheiding van de DNA-streng door de topologie van het DNA te veranderen.

Key Areas Covered

1. Wat is Helicase
     - Definitie, typen, functie
2. Wat is Topoisomerase
     - Definitie, typen, functie
3. Wat zijn de overeenkomsten tussen Helicase en Topoisomerase
     - Overzicht van gemeenschappelijke functies
4. Wat is het verschil tussen Helicase en Topoisomerase
     - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen

DNA Helicase, RNA Helicase, Supercoils, Type I Topoisomerase, Type II Topoisomerase, Afwikkeling

Wat is Helicase

Allereerst is Helicase een speciale klasse van enzymen die betrokken zijn bij bijna alle soorten gebeurtenissen van het nucleïnezuurmetabolisme, inclusief DNA-replicatie, recombinatie en DNA-reparatie. Het is ook belangrijk in de transcriptie, RNA-verwerking, translatie, ribosoombiogenese en verval. Bovendien vereisen de translocatie langs de nucleïnezuren evenals de functie van helicasen energie afgeleid van ATP. De belangrijkste functie van helicase is om de dubbelstrengige nucleïnezuren af ​​te wikkelen door de waterstofbindingen tussen nucleotiden te verbreken. In sommige gevallen verstoren helicasen ook de interacties tussen eiwit en nucleïnezuur. Vanwege de essentiële functie van helicasen worden ze alomtegenwoordige en evolutionair geconserveerde eiwitten.

Figuur 1: Helicase en Topoisomerase in DNA-replicatie

Bovendien zijn er twee soorten helicasen als DNA-helicase en RNA-helicase. DNA-helicase wikkelt dubbelstrengs DNA af, wat een belangrijke functie is bij de DNA-replicatie. RNA-helicase remodelt bijvoorbeeld zowel RNA- als RNA-eiwitcomplexen tijdens transcriptie, RNA-splitsing en translatie.

Wat is Topoisomerase

Topoisomerase is een enzym dat verantwoordelijk is voor de toevoeging of verwijdering van supercoils uit de DNA-duplex tijdens DNA-replicatie, transcriptie, chromatine hermodellering en recombinatie. Het introduceert enkele- of dubbelstrengige breuken aan het DNA-molecuul. Tijdens de DNA-replicatie wikkelen helicasen de DNA-duplex af en introduceren ze supercoils. De type I topoisomerasen, die een van de twee soorten topoisomerasen is, ontspannen DNA door één streng van het dubbelstrengige DNA te knippen en er opnieuw bij te voegen. Daarom verwijderen ze de supercoils uit de DNA-duplex. Bovendien, het type II topoisomerase, dat het tweede type van topoisomerasen is, breekt beide DNA-strengen en voegt zich er opnieuw bij. Het tweede type topoisomerasen kan echter ofwel supercoils uit de DNA-duplex introduceren of verwijderen.

Figuur 2: DNA-topoisomerase IIA

Bovendien zijn de topoisomerasen functioneel in zowel de groeiende replicatievork als in de chromosomen die DNA-replicatie hebben ondergaan. Hier kunnen beide soorten topoisomerasen verder worden geclassificeerd. De twee belangrijkste subtypen van de type I topoisomerasen zijn het type IA topoisomerase en het type IB topoisomerase. Het is veelzeggend dat de type I topoisomerase geen energie gebruikt voor de verwijdering van supercoils, maar het type II topoisomerase maakt gebruik van energie die is afgeleid van ATP. De twee belangrijkste subtypes van de type II topoisomerasen zijn type IIA topoisomerase en type IIB topoisomerase. DNA-gyrase is een enzym dat behoort tot het type IIA-topoisomerase.

Overeenkomsten tussen Helicase en Topoisomerase

• Helicase en topoisomerase zijn twee enzymen die betrokken zijn bij de DNA-replicatie.
• Beide enzymen komen zowel voor in eukaryoten als in prokaryoten.
• Beide kunnen ook op DNA inwerken.
• Verder is de hoofdfunctie van deze enzymen het scheiden van het dubbelstrengige DNA-molecuul om de werking van DNA-polymerase te vergemakkelijken.

Verschil tussen Helicase en Topoisomerase

Definitie

Helicase verwijst naar elk van de enzymen die de energie gebruiken die is afgeleid van de hydrolyse van nucleoside-trifosfaten om de dubbelstrengige helixstructuur van nucleïnezuren tot rust te brengen. Topoisomerase verwijst naar een klasse van enzymen, die de supercoiling van dubbelstrengs DNA veranderen. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen helicase en topoisomerase.

handelen

Een ander verschil tussen helicase en topoisomerase is dat helicasen zowel op DNA als op RNA inwerken terwijl topoisomerasen alleen op DNA werken.

Functie

Bovendien breekt helicase de waterstofbruggen tussen het dubbelstrengige DNA, terwijl topoisomerase de fosfodiesterbindingen tussen de nucleotiden in de DNA-backbone breekt.

Rol

Helicase wikkelt het dubbelstrengige DNA af, terwijl topoisomerase de spanning verlicht die door helicase wordt gegenereerd. Daarom is dit een ander verschil tussen helicase en topoisomerase.

Types

De twee soorten helicasen zijn het DNA-helicase en RNA-helicase, terwijl de twee hoofdtypen van topoisomerasen het topoisomerase type I-topoisomerase en type II zijn..

Conclusie

Helicase is een enzym dat verantwoordelijk is voor het afwikkelen van de nucleïnezuren tijdens verschillende soorten metabole gebeurtenissen. Bovendien breekt het de waterstofbruggen tussen de dubbelstrengige nucleïnezuren inclusief zowel DNA als RNA. Aan de andere kant is topoisomerase een enzym dat supercoils kan introduceren of verwijderen uit de DNA-duplex. Dit is ofwel door het introduceren van enkele of dubbele strengbreuken. Daarom is het belangrijkste verschil tussen helicase en topoisomerase het type verandering in de topologie van nucleïnezuren.

Referentie:

1. Abdelhaleem M. Helicases: een overzicht. Methoden Mol Biol. 2010; 587: 1-12. Beschikbaar Hier
2. Jankowsky, E., "RNA-helices op het werk: bindend en herschikt" Trends in biochemische wetenschappen vol. 36,1 (2011): 19-29. Beschikbaar Hier
3. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. Moleculaire celbiologie. 4e editie. New York: W.H. Freeman; 2000. Sectie 12.3, De rol van topoisomerasen in DNA-replicatie. Beschikbaar Hier

Afbeelding met dank aan:

1. "Afbeelding 14 04 01" door CNX OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia  
2. "1zxn" door Deposition auteurs: Wei, H., Ruthenburg, A.J., Bechis, S.K., Verdine, G.L .; visualisatie auteur: Gebruiker: Astrojan - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia