• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Topoizomerazy

    Przeczytaj także...
    Miejsce aktywne, centrum aktywne, centrum katalityczne – część cząsteczki, która jest bezpośrednio zaangażowana w reakcji chemicznej. W przypadku prostych cząsteczek, takich jak np. kwasy nieorganiczne w reakcję zaangażowana jest cała cząsteczka. W przypadku dużych i złożonych cząsteczek, takich jak np. enzymy, polimery syntetyczne i niektóre rozbudowane związki metaloorganiczne, tylko niewielka część cząsteczki jest rzeczywiście zaangażowana w reakcję, a jej reszta pozostaje praktycznie bierna.Hydroliza – reakcja podwójnej wymiany (często odwracalna), która przebiega między wodą i rozpuszczoną w niej substancją. W jej wyniku powstają nowe związki chemiczne. Jest szczególnym przypadkiem liolizy (solwolizy). Często przebiega w obecności katalizatorów (kwasów lub zasad). Hydrolizę wykorzystuje się w przemyśle chemicznym (np. hydroliza wielocukrów na cukry proste lub hydroliza chlorobenzenu do fenolu).
    Tyrozyna (Tyr lub Y) − organiczny związek chemiczny. Stereoizomer L jest jednym z 20 podstawowych aminokwasów białkowych. Nazwa tyrozyna pochodzi od gr. tyros – ser. Łańcuch boczny tyrozyny stanowi niepolarny pierścień aromatyczny z przyłączoną w pozycji „para” grupę hydroksylową (−OH), połączony z atomem węgla α przez mostek metylenowy.

    Topoizomerazy – grupa enzymów biorących udział w replikacji, gdzie odpowiadają za stopień skręcenia podwójnej helisy.

    Topoizomerazy konwertują energię chemiczną pochodzącą od ATP w energię torsyjnego napięcia cząsteczki o strukturze superhelikalnej. In vivo topoizomerazy rozplatają podwójną helisę DNA, udostępniając w ten sposób matrycę dla enzymów replikacyjnych lub transkrypcyjnych. W zależności od liczby rozrywanych jednorazowo wiązań fosfodiestrowych wyróżnia się:

    Adenozyno-5′-trifosforan (adenozynotrójfosforan, ATP) – organiczny związek chemiczny, nukleotyd adeninowy zbudowany z grupy trójfosforanowej przyłączonej w pozycji 5′ cząsteczki adenozyny, tworząc bezwodnik kwasu fosforowego. Odgrywa on ważną rolę w biologii komórki jako wielofunkcyjny koenzym i molekularna jednostka w wewnątrzkomórkowym transporcie energii. Stanowi nośnik energii chemicznej, używanej w metabolizmie komórki. Powstaje jako magazyn energii w procesach fotosyntezy i oddychania komórkowego. Zużywają go liczne enzymy, a zgromadzona w nim energia służy do przeprowadzania różnorodnych procesów, jak biosyntezy, ruchu i podziału komórki. Tworzy się z adenozyno-5′-difosforanu, a przekazując swą energię dalej, powraca do formy ADP lub adenozyno-5′-monofosforanu (AMP). Cykl ten zachodzi bezustannie w organizmach żywych. Człowiek każdego dnia przekształca ilość ATP porównywalną z masą swego ciała.Enzymy – wielkocząsteczkowe, w większości białkowe, katalizatory przyspieszające specyficzne reakcje chemiczne poprzez obniżenie ich energii aktywacji.
  • topoizomerazy I, hydrolizujące jednego wiązania – nacięcie jednej nici, odpowiada za usuwanie z cząsteczki DNA superskrętów (relaksacja).
  • topoizomerazy II, hydrolizujące dwa wiązania – nacięcie obu nici, odpowiada za dodanie do cząsteczki DNA superskrętów.
  • Energia wiązania chemicznego – najmniejsza energia potrzebna do rozerwania wiązania chemicznego. Energię wiązań wyraża się najczęściej w jednostkach kJ/mol.Wiązanie fosfodiestrowe – wiązanie chemiczne powstające w wyniku połączenia dwóch grup hydroksylowych przez grupę fosforanową.

    Reakcje usunięcia i dodania superskrętów do cząsteczki DNA[]

    Relaksacja:

  • Cząsteczka DNA wiąże się z centrum aktywnym topoizomerazy I; grupa hydroksylowa −OH tyrozyny 723 wchodzi w reakcję z grupą fosforanową jednej z nici DNA, tworzy się wiązanie fosfodiestrowe między enzymem i DNA – następuje rozerwanie (rozcięcie) jednej z nici helisy.
  • Cząsteczka DNA odwraca się wokół nieprzeciętej nici. Taka rotacja usuwa superhelikalne skręty w cząsteczce.
  • Wolna grupa hydroksylowa −OH cząsteczki DNA wchodzi w reakcję z grupą fosfotyrozynową, wskutek czego przerwana nić DNA zostaje połączona.
  • Topoizomeraza I odłącza się od cząsteczki DNA.
  • Dodanie superskrętu:

    Inhibitor replikacji DNA – czynnik, który zmniejsza szybkość lub całkowicie blokuje możliwość przebiegu procesu replikacji DNA. Najczęściej są stosowane związki chemiczne, które działają w różnych mechanizmach.Fosforany (nazwa systematyczna: tetraoksydofosforany(3−); w systemie Stocka: ortofosforany(V)) – związki chemiczne, pochodne kwasu fosforowego. Nazwa obejmuje zarówno sole, jak i estry kwasu fosforowego. W ogólniejszym ujęciu nazwa "fosforany" może dotyczyć także pochodnych innych kwasów fosforowych, m.in. metafosforanów i pirofosforanów.
  • Cząsteczka DNA wiąże się z centrum aktywnym topoizomerazy II, tworząc kompleks.
  • Kompleks topoizomeraza II/cząsteczka DNA (segment G) wiąże się słabo z innym fragmentem DNA (segment T) za pomocą domen.
  • Po dostarczeniu energii w postaci ATP następuje rozerwanie obu nici segmentu G.
  • Segment T zostaje przemieszczony za pomocą domen (białek składowych cząsteczki) topoizomerazy II przez pęknięcie segmentu G.
  • Pęknięte nici segmentu G zostają na nowo połączone.
  • Topoizomeraza II otwiera domeny (segment G pozostaje związany z enzymem) i jest gotowa do związania kolejnego segmentu T.
  • Zobacz też[]

  • inhibitor replikacji DNA
  • Przypisy

    1. topoizomerazy. W: Encyklopedia [on-line]. PWN. [dostęp 2015-03-31].

    Bibliografia[]

    1. Berg, Stryer, Tymoczko: Biochemia, wyd. 4., Wyd. Nauk. PWN, Warszawa, 2009
    Replikacja DNA − proces, w którym podwójna nić DNA (podwójna helisa) ulega skopiowaniu. Replikacja jest semikonserwatywna (półzachowawcza) - w każdej z dwóch uzyskanych podwójnych nici DNA będzie jedna nić macierzysta i jedna nowa. Nie licząc niewielkiego prawdopodobieństwa (ok. 1 błąd na 10 nukleotydów, dla porównania błąd transkrypcji - 1 na 10) wystąpienia błędu obie cząsteczki DNA będą identyczne. Proces ten zachodzi podczas interfazy (w fazie S).Kwas deoksyrybonukleinowy (dawn. kwas dezoksyrybonukleinowy; akronim: DNA, z ang. deoxyribonucleic acid) – wielkocząsteczkowy organiczny związek chemiczny należący do kwasów nukleinowych. U eukariontów zlokalizowany jest przede wszystkim w jądrach komórek, u prokariontów bezpośrednio w cytoplazmie, natomiast u wirusów w kapsydach. Pełni rolę nośnika informacji genetycznej organizmów żywych.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Transkrypcja – w genetyce proces syntezy RNA na matrycy DNA przez różne polimerazy RNA, czyli przepisywanie informacji zawartej w DNA na RNA.
    In vivo (łac. na żywym) – termin stosowany zazwyczaj przy opisywaniu badań biologicznych, odnosi się do czegoś, co ma miejsce wewnątrz żywego organizmu - w ustroju żywym.
    Podwójna helisa – model struktury DNA w postaci podwójnej helisy zaproponowany w 1953 przez Jamesa Watsona i Francisa Cricka, oparty na pracach Rosalindy Franklin, za który w 1962 roku zostali uhonorowani Nagrodą Nobla z dziedziny medycyny i fizjologii. Praca została opublikowana 25 kwietnia 1953 w Nature.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.027 sek.