Diferencia clave: topoisomerasa I frente a II
Una célula necesita ADN para dividirse en dos células hijas por división celular. El ADN se duplica mediante la replicación del ADN. Entonces, debería haber un mecanismo especial para replicar el ADN en espiral altamente enrollado. La topoisomerasa es una enzima que puede cortar el ADN en un punto particular y desenreda la torsión del ADN y alivia la naturaleza del superenrollamiento del ADN. Es la enzima que participa en el enrollado y desenrollado del ADN. El problema del bobinado del ADN surge debido a la estructura entrelazada del ADN de doble cadena. Este tipo de problemas topológicos creados en las cadenas dobles de ADN pueden corregirse mediante topoisomerasas. Por lo general, cortan la columna vertebral de fosfato de ADN en una o ambas hebras y permiten que la estructura de superenrollamiento de ADN se desenrolle. Más tarde, la columna vertebral del ADN se vuelve a sellar. Las topoisomerasas bacterianas y humanas tienen mecanismos similares. La topoisomerasa I y II son métodos para tratar el ADN superenrollado. La topoisomerasa I corta una cadena en el ADN de doble cadena y no se requiere ATP para su función. Por otro lado, la topoisomerasa II corta ambas hebras del ADN y necesita ATP para su actividad. Esta es la diferencia clave entre la topoisomerasa I y la II.
¿Qué es la topoisomerasa I?
La topoisomerasa I es una clase de enzima que implica la regulación del superenrollamiento del ADN. Manejan el superenrollamiento en el ADN creando rupturas de una sola hebra y relegando las hebras de ADN. Su papel es muy importante para la replicación y transcripción del ADN. Se subdividen en tipo IA y tipo IB. Las topoisomerasas de tipo IA se denominan topoisomerasas procarióticas I. Por otro lado, las topoisomerasas de tipo IB se denominan topoisomerasas eucariotas I. Las topoisomerasas de tipo IA y tipo IB son funcionalmente diferentes. La topoisomerasa I procariótica solo puede revivir los superenrollamientos de ADN negativos. Y la topoisomerasa eucariota I puede introducir superenrollamientos de ADN positivos, también separan el ADN del cromosoma hijo después de la replicación y relajan este ADN.
Figura 01: Topoisomerasa I y II
La topoisomerasa I de Ecoli es una holoenzima con tres átomos de Zn (II) en los motivos de tetracisteína cerca de su terminal carboxi. Tiene un peso de 97 kDa. La topoisomerasa I tiene varias características inusuales. No necesita la hidrólisis de ATP para catalizar el reordenamiento topológico del ADN. La característica sobresaliente de la topoisomerasa I es que es un monómero completamente funcional, mientras que la mayoría de las enzimas que involucran los complejos reordenamientos topológicos del ADN son de naturaleza oligomérica.
¿Qué es la topoisomerasa II?
Para manejar los enredos y superenrollamientos del ADN, la topoisomerasa tipo II corta ambas hebras de ADN simultáneamente. Necesitan hidrolizar ATP para esta actividad. La topoisomerasa tipo II cambia el número de enlaces del ADN circular en ± 2. Se clasifican en términos generales en dos categorías, a saber, tipo II A y tipo IIB.
Figura 02: Topoisomerasa II
Las topoisomerasas de tipo II A incluyen la ADN girasa bacteriana, la topoisomerasa II eucariota, la topoisomerasa alfa y beta viral eucariota y la topoisomerasa IV. Las topoisomerasas de tipo II B incluyen la topoisomerasa VI que se encuentra en las arqueas y la topoisomerasa VI que se encuentra en las plantas superiores. La función de la topoisomerasa II es cortar ambas hebras de una doble hélice de ADN y pasar otra hélice de ADN intacta a través de ella. Finalmente, los extremos cortados quedan relegados nuevamente. Las moléculas inhibidoras de la topoisomerasa II se pueden encontrar como Hu-331, ICRF-193 y mitindomida.
¿Cuáles son las similitudes entre la topoisomerasa I y II?
- Ambas son enzimas involucradas en el alivio de los superenrollamientos.
- Ambos se encuentran tanto en organismos procarióticos como en organismos eucarióticos.
- Las funciones de la topoisomerasa I y II son muy importantes para mantener la replicación y la transcripción adecuadas del ADN en la célula viva.
- Ambas son proteínas por naturaleza.
¿Cuál es la diferencia entre la topoisomerasa I y II?
Topoisomerasa I frente a topoisomerasa II |
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| La topoisomerasa tipo I es una enzima que cambia el grado de superenrollamiento del ADN provocando roturas y relegación de una sola hebra. | La topoisomerasa tipo II es una enzima que cambia el grado de superenrollamiento del ADN provocando la ruptura y relegación de las cadenas dobles. |
| Hidrolización de ATP | |
| La topoisomerasa I no necesita la hidrólisis de ATP para su función. | La topoisomerasa II debe necesitar la hidrólisis de ATP para su función. |
| Romper el ADN | |
| La topoisomerasa I rompe una sola hebra. | La topoisomerasa II rompe las cadenas dobles. |
| Estructura | |
| La topoisomerasa I es un monómero. | La topoisomerasa II es un heterodímero. |
| Cambiar el número de enlace del ADN circular | |
| La topoisomerasa I cambia el número de enlaces del ADN circular en unidades estrictamente de 1 o en múltiplos de 1(n). | La topoisomerasa II cambia el número de enlaces del ADN circular en unidades de ±2. |
Resumen: Topoisomerasa I frente a II
Las topoisomerasas son las enzimas que intervienen en el enrollado o desenrollado del ADN. Alivian los superenrollamientos del ADN y facilitan la replicación y transcripción del ADN. Estas enzimas se pueden encontrar en casi todos los organismos como; humanos, bacterias, plantas superiores, otras bacterias y arqueas. Los reordenamientos topológicos del ADN se realizan mediante topoisomerasas. La hidrólisis de ATP no es necesaria para la función de la topoisomerasa I. La topoisomerasa I corta una sola hebra en el ADN. Por otro lado, la topoisomerasa II corta ambas hebras del ADN y necesita ATP para su función o actividad. Más tarde, estos cortes en la columna vertebral del ADN se vuelven a sellar. Las topoisomerasas bacterianas y humanas tienen mecanismos similares en la naturaleza. Esta es la diferencia entre la topoisomerasa I y II.
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