Was ist der Unterschied zwischen Helicase und Topoisomerase? - Unterschied Zwischen

Was ist der Unterschied zwischen Helicase und Topoisomerase?

Das Hauptunterschied zwischen Helikase und Topoisomerase ist das Helikase wickelt die doppelsträngige DNA ab, während Topoisomerase die durch Helikase erzeugte Spannung löst. Darüber hinaus bricht die Helikase die Wasserstoffbrücken zwischen den beiden DNA-Strängen, während die Topoisomerase die Phosphodiesterbindungen im DNA-Rückgrat aufbricht.

Helicase und Topoisomerase sind zwei Enzyme, die an der DNA-Replikation von Eukaryoten und Prokaryoten beteiligt sind. Sie spielen eine Schlüsselrolle bei der Trennung des DNA-Strangs, indem sie die Topologie der DNA ändern.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Helicase?
- Definition, Typen, Funktion
2. Was ist Topoisomerase?
- Definition, Typen, Funktion
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Helicase und Topoisomerase?
- Überblick über gemeinsame Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Helicase und Topoisomerase?
- Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe

DNA-Helicase, RNA-Helicase, Supercoils, Typ I-Topoisomerase, Typ II-Topoisomerase, Abwickeln


Was ist Helicase?

Zunächst einmal ist Helicase eine spezielle Klasse von Enzymen, die an fast allen Arten von Nukleinsäuremetabolismusereignissen beteiligt sind, einschließlich DNA-Replikation, Rekombination und DNA-Reparatur. Es ist auch wichtig bei der Transkription, RNA-Prozessierung, Translation, Ribosomenbiogenese und Zerfall. Darüber hinaus erfordern die Translokation entlang der Nukleinsäuren sowie die Funktion von Helikasen Energie, die von ATP stammt. Die Hauptfunktion der Helikase ist das Abwickeln der doppelsträngigen Nukleinsäuren durch Aufbrechen der Wasserstoffbrücken zwischen den Nukleotiden. In einigen Fällen unterbrechen Helikasen auch die Protein-Nukleinsäure-Wechselwirkungen. Aufgrund der essentiellen Funktion von Helikasen werden sie zu allgegenwärtigen und evolutionär konservierten Proteinen.


Abbildung 1: Helicase und Topoisomerase bei der DNA-Replikation

Darüber hinaus gibt es zwei Arten von Helikasen: DNA-Helicase und RNA-Helicase. DNA-Helikase entwirrt doppelsträngige DNA, eine wichtige Funktion bei der DNA-Replikation. Beispielsweise transformiert RNA-Helikase sowohl RNA- als auch RNA-Protein-Komplexe während der Transkription, des RNA-Splicings und der Translation.

Was ist Topoisomerase?

Topoisomerase ist ein Enzym, das für die Zugabe oder Entfernung von Supercoils aus dem DNA-Duplex während der DNA-Replikation, Transkription, Chromatin-Remodellierung und Rekombination verantwortlich ist. Es führt Einzel- oder Doppelstrangbrüche in das DNA-Molekül ein. Während der DNA-Replikation wickeln Helikasen den DNA-Duplex ab und führen Supercoils ein. Die Typ-I-Topoisomerasen, eine der zwei Arten von Topoisomerasen, entspannen die DNA, indem sie einen Strang der doppelsträngigen DNA einschneiden und wieder zusammenfügen. Daher entfernen sie die Supercoils aus dem DNA-Duplex. Außerdem bricht die Typ-II-Topoisomerase, die die zweite Art von Topoisomerasen ist, beide DNA-Stränge auf und verbindet sie wieder. Der zweite Typ von Topoisomerasen kann jedoch entweder Superspulen aus dem DNA-Duplex einführen oder entfernen.


Fig. 2: DNA-Topoisomerase IIA

Darüber hinaus sind die Topoisomerasen sowohl in der wachsenden Replikationsgabel als auch in den Chromosomen, die DNA-Replikation erfahren haben, funktionell. Hier können beide Arten von Topoisomerasen weiter klassifiziert werden. Die zwei Hauptsubtypen der Typ I-Topoisomerasen sind die Typ IA-Topoisomerase und die Typ IB-Topoisomerase. Bezeichnenderweise verwendet die Topoisomerase vom Typ I keine Energie zur Entfernung von Superspulen, sondern die Topoisomerase vom Typ II verwendet Energie, die von ATP stammt. Die zwei Hauptuntertypen der Typ II-Topoisomerasen sind Typ IIA-Topoisomerase und Typ IIB-Topoisomerase. DNA-Gyrase ist ein Enzym, das zu der Topoisomerase vom Typ IIA gehört.

Ähnlichkeiten zwischen Helicase und Topoisomerase

  • Helicase und Topoisomerase sind zwei Enzyme, die an der DNA-Replikation beteiligt sind.
  • Beide Enzyme kommen sowohl in Eukaryoten als auch in Prokaryoten vor.
  • Beide können auch auf DNA wirken.
  • Darüber hinaus besteht die Hauptfunktion dieser Enzyme darin, das doppelsträngige DNA-Molekül abzutrennen, um die Wirkung der DNA-Polymerase zu erleichtern.

Unterschied zwischen Helicase und Topoisomerase

Definition

Helicase bezieht sich auf eines der Enzyme, die die aus der Hydrolyse von Nukleosidtriphosphaten gewonnene Energie verwenden, um die doppelsträngige helikale Struktur von Nukleinsäuren aufzubauen. Topoisomerase bezieht sich auf eine Klasse von Enzymen, die das Supercoiling doppelsträngiger DNA verändern. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen Helikase und Topoisomerase.

Act on

Ein weiterer Unterschied zwischen Helikase und Topoisomerase besteht darin, dass Helikasen sowohl auf DNA als auch auf RNA wirken, während Topoisomerasen nur auf DNA wirken.

Funktion

Darüber hinaus bricht die Helikase die Wasserstoffbrücken zwischen der doppelsträngigen DNA, während die Topoisomerase die Phosphodiester-Bindungen zwischen den Nukleotiden im DNA-Rückgrat aufbricht.

Rolle

Helicase wickelt die doppelsträngige DNA ab, während Topoisomerase die durch Helikase erzeugte Spannung löst. Dies ist also ein weiterer Unterschied zwischen Helikase und Topoisomerase.

Typen

Die zwei Arten von Helikasen sind die DNA-Helikase und die RNA-Helikase, während die zwei Haupttypen der Topoisomerasen die Topoisomerase vom Typ I und die Topoisomerase vom Typ II sind.

Fazit

Helicase ist ein Enzym, das für das Abspulen der Nukleinsäuren bei verschiedenen Arten von Stoffwechselvorgängen verantwortlich ist. Außerdem bricht es die Wasserstoffbrücken zwischen den doppelsträngigen Nukleinsäuren, einschließlich DNA und RNA. Auf der anderen Seite ist Topoisomerase ein Enzym, das entweder Superspulen aus dem DNA-Duplex einführen oder entfernen kann. Dies geschieht entweder durch Einführen von Einzel- oder Doppelstrangbrüchen. Daher ist der Hauptunterschied zwischen Helikase und Topoisomerase die Art der Änderung in der Topologie von Nukleinsäuren.

Referenz:

1. Abdelhaleem M. Helicases: eine Übersicht. Methoden Mol Biol. 2010; 587: 1–12.