Topoisomerasi del DNA

Lo svolgimento della doppia elica del DNA durante la replicazione risulta in un avvolgimento eccessivo nelle regioni davanti alla forcella di replicazione. Inoltre, la sovrapposizione può verificarsi quando il DNA si ripiega su se stesso a causa dell'incapacità dell'estremità di DNA di ruotare liberamente per alleviare lo stress torsionale. Questa torsione inibisce ulteriormente lo svolgimento del DNA, bloccando processi cellulari vitali come la replicazione del DNA.

Per ovviare a questo problema di avvolgimento, le cellule hanno enzimi noti come topoisomerasi che hanno sia attività di nucleasi che di ligasi;questi enzimi possono cioè reversibilmente rompere per poi ricollegare i legami fosfodiesterei nel DNA e rimuovere le forze torsionali del processo di avvolgimento del DNA. Le topoisomerasi rientrano in due categorie:topoisomerasi di tipo I sono ATP-indipendenti e agiscono rimuovendo un legame tra i nucleotidi su un singolo filamento di DNA a doppio filamento. Il filamento di DNA ininterrotto, viene poi passato attraverso il gap del filamento rotto nella cavità superiore dell'enzima.

Infine, l'enzima lega le estremità rotte dei filamenti di DNA e produce una molecola di DNA local