Topoizomeráza

Topoizomeráza (dříve též „swiveláza“) je enzym ze skupiny izomeráz, který umožňuje měnit tzv. terciární strukturu (supercoiling) DNA, a to bez vlivu na sekundární a primární strukturu. Účastní se zejména replikace DNA, kde dohlíží na to, aby se při rozmotávání vlákna DNA v replikační vidlici pomocí helikáz neutáhlo zbývající vlákno DNA natolik, že by již nešlo rozmotat.

Klasifikace

Topoizomerázy jsou schopné rozštěpit vlákno DNA, rozmotat 1 či 2 otočky dvoušroubovice a opět spojit rozrušený řetězec do celistvé podoby.[1] Topoizomerázy je obecně možné dělit do dvou až tří skupin:

  • Topoizomeráza I – rozštěpuje pouze jedno vlákno dvoušroubovice, druhé proklouzne takto vytvořeným volným prostorem;[2]
  • Topoizomeráza II – rozštěpuje obě vlákna dvoušroubovice;[2]
  • jako třetí třída topoizomeráz bývá označována recQ-helikáza.[3]

Topoizomerázy I. třídy

Topoizomerázy I. třídy vytváří v průběhu své enzymatické činnosti jakýsi přechodný stav, během kterého je jedno z vláken rozštěpeno a navázáno na tyrosinový zbytek enzymu. Pokud se tento tyrosin váže na 5' konec rozštěpeného vlákna, jsou to topoizomerázy třídy IA, jestliže na 3' konec, jedná se o topoizomerázy třídy IB. Různí zástupci obou podtříd se vyskytují napříč všemi organismy. Do skupiny IA patří např. topoizomeráza I, která je schopná odstraňovat negativní nadšroubovicové nadobrátky. Některé topoizomerázy IA nejen odstraňují nadobrátky negativní, ale dokonce (nicméně však za spotřeby ATP) aktivně vytváří nadobrázky pozitivní (tzv. reverzní gyrázy). Topo IB jsou schopné relaxovat (odstraňovat) jak negativní, tak pozitivní nadšroubovicové obrázky. Většina běžných topoizomeráz I. třídy jsou obecně monomery, s několika výjimkami.[4]

Topoizomerázy II. třídy

Topoizomerázy II. třídy jsou schopné rozštěpit obě vlákna dvoušroubovice DNA, a proto vyjma své schopnosti regulovat množství nadobrátek dále také umí opravovat různé spletence a uzly vznikající na molekulách DNA (mimo jiné při segregaci sesterských chromozomů a po rekombinaci). U eukaryot se označuje tento enzym jednoduše topoizomeráza II; je schopná odstraňovat pozitivní i negativní nadobrátky. Pro svou činnost potřebuje ATP. U bakterií se vyskytuje zejména tzv. DNA gyráza, heterodimerní enzym, který je jako jediná topoizomeráza II. třídy schopen aktivně vytvářet negativní nadobrátky.[5]

Odkazy

Reference

  1. ↑ National Library of Medicine - Medical Subject Headings, DNA Topoisomerases, http://www.nlm.nih.gov/cgi/mesh/2009/MB_cgi?mode=&term=DNA+Topoisomerases
  2. ↑ a b ROBERT C. KING; WILLIAM D. STANSFIELD; PAMELA K. MULLIGAN. A Dictionary of Genetics, Seventh Edition. [s.l.]: Oxford University Press, 2006. 
  3. ↑ Rodney Rothstein ; Erika Shor. Encyclopedia of Biological Chemistry , Four-Volume Set, 1-4. Příprava vydání Lennarz,W.J., Lane, M.D.. [s.l.]: [s.n.] Kapitola DNA Topoisomerases: Type III–RecQ Helicase Systems. 
  4. ↑ CHAMPOUX, James J. DNA Topoisomerases: Type I. In: Lennarz,W.J., Lane, M.D. Encyclopedia of Biological Chemistry , Four-Volume Set, 1-4. [s.l.]: [s.n.]
  5. ↑ VÉLEZ-CRUZ, Renier; OSHEROFF, Neil. DNA Topoisomerases: Type II. In: Lennarz,W.J., Lane, M.D. Encyclopedia of Biological Chemistry , Four-Volume Set, 1-4. [s.l.]: [s.n.]

Externí odkazy