DNA-Topoisomerasen

Die Entladung der DNA-Doppelhelix während der Replikation führt zu einer Überwindung in Regionen vor der Replikationsgabel.

Darüber hinaus kann Supercoiling auftreten, wenn sich die DNA aufgrund der Unfähigkeit der DNA-Enden, sich frei zu drehen, um die Torsionsspannung abzubauen, um sich zu drehen. Diese Verdrehung hemmt das weitere Abwickeln der DNA und blockiert lebenswichtige Zellprozesse wie die DNA-Replikation.

Um dieses Windungsproblem zu lösen, verfügen Zellen über Enzyme, die als Topoisomerasen bekannt sind und sowohl Nuklease- als auch Ligaseaktivität aufweisen; das heißt, diese Enzyme brechen Phosphodiesterbindungen in der DNA reversibel auf und verbinden sie wieder, um Torsionsdehnungen in der überwundenen DNA zu entfernen.

Topoisomerasen lassen sich in zwei Kategorien einteilen.

Typ-I-Topoisomerasen sind ATP-unabhängig und wirken, indem sie eine Bindung zwischen Nukleotiden auf einem Einzelstrang doppelsträngiger DNA durchtrennen.

Der ungebrochene DNA-Strang wird dann durch den Spalt im gebrochenen Strang in den oberen Hohlraum des Enzyms eingeführt.

Schließlich ligiert das Enzym die abgebrochenen Enden der DNA-Stränge wieder zusammen und produziert ein lokal entspannt