DNA 위상이성질화효소

복제 중 DNA 이중 나선이 풀리면 복제 분기점보다 앞선 영역에서 과도하게 감깁니다.

또한, 초코일링은 비틀림 응력을 완화하기 위해 DNA 말단이 자유롭게 회전할 수 없기 때문에 DNA가 스스로 비틀릴 때 발생할 수 있습니다. 이러한 뒤틀림은 DNA의 더 이상의 풀림을 억제하여 DNA 복제와 같은 중요한 세포 과정을 지연시킵니다.

이 감기 문제를 다루기 위하여는, 세포에는 nuclease와 ligase 둘 다 활성을 가진 topoisomerases로 알려져 있는 효소가 있다; 즉, 이 효소는 overwound DNA에 있는 뒤틀린 긴장을 제거하기 위하여 DNA에 있는 phosphodiester 결합을 역행적으로 끊고 후에 재연결한다.

Topoisomerases는 두 가지 범주로 나뉩니다.

I형 토포이소머라제는 ATP와 무관하며 이중 가닥 DNA의 단일 가닥에서 뉴클레오티드 사이의 결합을 절단하여 작용합니다.

그런 다음 끊어지지 않은 DNA 가닥은 끊어진 가닥의 틈을 통해 효소의 상부 공동으로 전달됩니다.

마지막으로, 이 효소는 DNA 가닥의 끊어진 끝을 다시 합쳐 국소적으로 이완된 DNA 분자를 생성합니다.

반면에 II형 토포이소머라제는 ATP에 의존하며 DNA가 자체 주위에 얽혀 있는 초코일 DNA에 작용합니다.

이 효소는 DNA 이중 나선의 한 루프에 이중 가닥 절단을 생성한 후 끊어지지 않은 고리가 ATP 의존 반응을 통해 이 절단을 통과하도록 돕습니다.

그런 다음 두 번째 ATP의 에너지를 사용하여 Type II topoisomerase는 DNA 가닥의 끊어진 끝을 다시 밀봉하고 최종적으로 DNA에서 분리하여 엉키지 않은 DNA 나선을 남깁니다.