Diferença entre Topoisomerase I e II

Diferença de chave - Topoisomerase I vs II
 

O DNA é necessário por uma célula para se dividir em duas células filhas por divisão celular. O DNA é duplicado pela replicação do DNA. Portanto, deve haver um mecanismo especial para replicar o DNA espiralado altamente enrolado. A topoisomerase é uma enzima que pode cortar o DNA em um ponto específico e desvendar a torção do DNA e alivia a natureza de super-bobina do DNA. É a enzima que participa do enrolamento e desenrolamento do DNA. O problema de enrolamento do DNA é levantado devido à estrutura entrelaçada do DNA de fita dupla. Esses tipos de problemas topológicos criados nas cadeias duplas de DNA podem ser corrigidos pelas topoisomerases. Eles geralmente cortam o esqueleto de DNA fosfato em um ou em ambos os filamentos e permitem que a estrutura do super-rolo de DNA seja desenrolada. Mais tarde, o backbone de DNA é selado novamente. As topoisomerases bacterianas e humanas estão tendo mecanismos semelhantes. Topoisomerase I e II são métodos para lidar com DNA superenrolado. A topoisomerase I corta uma fita no DNA de fita dupla e nenhum ATP é necessário para sua função. Por outro lado, a Topoisomerase, II corta as duas cadeias do DNA e precisa de ATP para sua atividade.. Isto é o diferença chave entre Topoisomerase I e II.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é Topoisomerase I
3. O que é Topoisomerase II
4. Semelhanças entre Topoisomerase I e II
5. Comparação lado a lado - Topoisomerase I vs II em forma de tabela
6. Resumo

O que é Topoisomerase I?

A topoisomerase I é uma classe de enzima que envolve a regulação do superenrolamento de DNA. Eles gerenciam o superenrolamento no DNA, criando quebras de fita simples e relegando as fitas de DNA. Seu papel é altamente importante para a replicação e transcrição do DNA. Eles são subdivididos em tipo IA e tipo IB. As topoisomerases do tipo IA são referidas como topoisomerases procarióticas I. Por outro lado, as topoisomerases do tipo IB são referidas como topoisomerases eucarióticas I. O tipo IA e as topoisomerases do tipo IB são funcionalmente diferentes. A topoisomerase procariótica I só pode reviver as super-bobinas negativas do DNA. E a topoisomerase eucariótica I pode introduzir super-bobinas de DNA positivas, elas também separam o DNA do cromossomo filha após a replicação e relaxam esse DNA.

Figura 01: Topoisomerase I e II

o Ecoli A topoisomerase I é uma holoenzima com três átomos de Zn (II) nos motivos de tetracisteína próximos ao seu terminal carboxi. É 97 kDa em peso. A topoisomerase I possui várias características incomuns. Não é necessário hidrolisar o ATP para catalisar o rearranjo topológico do DNA. A característica existente na topoisomerase I é um monômero totalmente funcional, enquanto a maioria das enzimas que envolvem os complexos rearranjos topológicos do DNA é de natureza oligomérica..

O que é Topoisomerase II?

Para gerenciar os emaranhados e super-bobinas de DNA, a topoisomerase tipo II cortou as duas fitas de DNA simultaneamente. Eles precisam de hidrólise de ATP para esta atividade. A topoisomerase tipo II altera o número de ligação do DNA circular em ± 2. Eles são amplamente classificados em duas categorias, a saber, tipo II A e tipo IIB.

Figura 02: Topoisomerase II

As topoisomerases do tipo II A incluem ADN girase bacteriana, topoisomerase eucariótica II, topoisomerase viral eucariótica alfa e beta e topoisomerase IV. As topoisomerases do tipo II B incluem a topoisomerase VI encontrada nas arquéias e a topoisomerase VI encontrada nas plantas superiores. A função da topoisomerase II é cortar ambas as cadeias de uma hélice dupla de DNA e passa outra hélice de DNA ininterrupta através dela. Finalmente, as extremidades cortadas são relegadas novamente. As moléculas inibidoras da topoisomerase II podem ser encontradas como Hu-331, ICRF-193 e mitindomida.

Quais são as semelhanças entre Topoisomerase I e II?

• Ambas são enzimas envolvidas no alívio de super-bobinas.
• Ambos são encontrados em organismos procarióticos, bem como em organismos eucarióticos.
• As funções da topoisomerase I e II são altamente importantes para manter a replicação e a transcrição adequadas do DNA na célula viva.
• Ambos são de natureza proteica.

Qual é a diferença entre Topoisomerase I e II?

Topoisomerase I vs Topoisomerase II
A topoisomerase do tipo I é uma enzima que altera o grau de superenrolamento do DNA, causando quebras e rebaixamento de fita simples.	A topoisomerase do tipo II é uma enzima que altera o grau de superenrolamento do DNA, causando quebra e rebaixamento de fios duplos.
Hidrolização de ATP
A topoisomerase I não precisa de hidrólise de ATP para sua função.	A topoisomerase II deve precisar de hidrólise de ATP para sua função.
Quebra de DNA
A topoisomerase I realiza quebras de fita simples.	Topoisomerase II rompe cordões duplos.
Estrutura
A topoisomerase I é um monômero.	A topoisomerase II é um heterodímero.
Alterando o número de ligação do DNA circular
A topoisomerase I está alterando o número de ligação do DNA circular por unidades estritamente de 1 ou por múltiplos de 1 (n).	A topoisomerase II está alterando o número de ligação do DNA circular por unidades de ± 2.

Resumo - Topoisomerase I vs II

As topoisomerases são as enzimas envolvidas no enrolamento ou desenrolamento do DNA. Eles aliviam as super-bobinas de DNA e facilitam a replicação e transcrição do DNA. Essas enzimas podem ser encontradas em quase todos os organismos, como; humanos, bactérias, plantas superiores, outras bactérias e arquéias. Os rearranjos topológicos do DNA são feitos por topoisomerases. A hidrólise de ATP não é necessária para a função da topoisomerase I. A topoisomerase I corta uma fita no DNA. Por outro lado, a topoisomerase II corta ambas as cadeias no DNA e precisa de ATP para sua função ou atividade. Mais tarde, esses cortes no backbone do DNA são novamente selados. As topoisomerases bacterianas e humanas têm mecanismos semelhantes na natureza. Esta é a diferença entre Topoisomerase I e II.

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Referência:

1.Topoisomerase I. Disponível aqui  
2. "Topoisomerase tipo II". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 6 de novembro de 2017. Disponível aqui 
3. "Topoisomerase tipo I." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28 de novembro de 2017. Disponível aqui 

Cortesia da imagem:

1. 'Inibidor da topoisomerase' Por Vtvu - Trabalho próprio, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 
2.'2rgr 'Por Coachwd na Wikipédia em inglês, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia