6.10: DNA Topoizomeraz

Topoizomerazlar, DNA replikasyonu ve transkripsiyon dahil olmak üzere çeşitli hücre işlemleri sırasında aşırı sarılmış DNA moleküllerini gevşeten enzimlerdir. Bu enzimler, nükleotid dizisini değiştirmeden pozitif ve negatif DNA süper sargısını düzenler. DNA'nın saat yönünde aşırı rüzgara kaptırılması pozitif olarak aşırı sarmalanmış DNA ile sonuçlanırken, saat yönünün tersine doğru rüzgar negatif olarak aşırı gerilmiş DNA üretir.

Aksiyon türleri ve mekanizması

Topoisomerazlar iki ana tipe ayrılır.  Tip I Topoisomerazes çift iplikli DNA'nın bir teli üzerinde hareket eder ve ayrıca üç kategoriye ayrılır: IA, IB ve IC.  Tip IA, bölünmüş DNA ipliğinin 5' ucu ile kovalent bir bağ oluşturur ve negatif süpercoilleri giderir. Karşıt ipliğin geçebileceği tek iplikli bir atılım yaratır, bu da lokal olarak çözülmemiş bir DNA molekülü ile sonuçlanır. Tip IB, kırık DNA ipliğinin 3' ucu ile kovalent bir bağ oluşturur ve hem pozitif hem de negatif olarak aşırı sarılmış DNA'yı rahatlatabilir. Enzim, kesilmiş tek ipliği karşı iplikçik etrafında döndürür ve işlem sırasında DNA'yı çözer.  Tip IC esas olarak arkea'da bulunur ve tip IB ile benzer bir mekanizmaya sahiptir.  Çoğu Tip I topoizomeraz, ATP'nin aşırı soğutulmuş DNA'yı gevşetmesini gerektirmez. Ters giraz hariç, bu eşsiz tip IA topoizomeraz ATP gerektirir ve bunları çözmek yerine pozitif DNA süper sargıları üretir.

Tip II topoizomerazlar, bir DNA çift sarmalının her iki ipliğini kesen ATP'ye bağımlı enzimlerdir. Bunlar iki alt tipe ayrılır:, tip IIA ve tip IIB. Bu alt tipler, yapıları ve protein alanlarının yerleri ile ayırt edilir. Her iki alt tip de benzer mekanizmalara sahiptir; bozulmamış süper sarılmış DNA'nın bir döngüsünü kırık çift iplikçikten geçirirler, böylece bobini bir döngü ile çözerler. Tip IIA topoizomerazlarına ait olan bakteriyel giraz, DNA'da negatif süper sargı oluşturabilir ve bu nedenle bilinen diğer tüm topoizomerazlardan farklıdır.