云云 發問時間: 科學動物學 · 1 0 年前

topoisomerase I與DNA解旋有否關連(20點)

我知道DNA解旋是以topoisomerase II解旋,但是請問

1.不能用topoisomerase I解旋嗎??大部分的DNA既然為負向超螺旋,為什麼不能使用屬於Type I的topoisomerase I"移除負向超螺旋呢"?

2.請問"移除負向超螺旋"和"增加正向超螺旋"是一樣的嗎?

還是他們各是又在不同的地方?如果是,分別是什麼呢?

謝謝大家

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不好意思,我再補充一下好了

1.我知道 topoisomerase II (gyrase) 的功能是移入負超螺旋

但是在DNA轉錄的時候,他會在helicase前先解開DNA的supwercoiling

但是既然DNA是負螺旋,為什麼在這個地方不能以移除負螺旋的topoisomerase I去解開DNA supwercoiling讓helicase得以作用呢?

2 個已更新項目:

2.想請問一下第二點你解釋的地方,是指穩定單股DNA的結構嗎??

因為我的書上有寫到topoisomerase II可以藉由減輕helicase造成的topological stress來扮演這個腳色。

謝謝你^^

3 個已更新項目:

那可不可以再請問一下~~

topoisomerase I是作用在單股DNA上是指只能與單股DNA作用,還是是作用在雙股DNA的"其中一股"上??

也就是說是"作用對象"不同,還是'作用方式"不同呢??

因為如果是後者,好像就不能用來解釋~~

(我們上課的圖好像topoisomerase I仍是作用在雙股,只是只切掉其中一條)

謝謝你喔~不好意思我很囉唆~@@

1 個解答

評分
  • 小陳
    Lv 6
    1 0 年前
    最佳解答

    1. 拓樸異構酶可依據其作用方式,而分為兩種類型:

    第一型拓樸異構酶(Type I topoisomerase):可將一條DNA雙股螺旋完全包覆,並以破壞磷酸雙酯鍵的方式切斷其中一股DNA,使其產生一個小缺口,此時另一股完整的DNA將會穿過此缺口,之後通道重新黏合。屬於這類型的有拓樸異構酶I(topoisomerase I)與拓樸異構酶III(topoisomerase III)等。

    第二型拓樸異構酶(Type II topoisomerase):可將一條DNA雙股螺旋上的兩股DNA皆切斷,產生缺口,使另一條雙股螺旋能夠穿過此缺口,之後再將通道重新黏合。屬於這類型的有拓撲異構酶IIα與拓撲異構酶IIβ等。

    兩種類型皆可改變DNA的環繞數(linking number)。

    而 topoisomerase II (gyrase) 的功能是促進負超螺旋喔, 而不是你說的解超螺旋, 我想你在這裡可能有點搞錯了~~所以topoisomerase I 的工作本來就是移除負超螺旋, 這一點你說對了!

    2. "移除負向超螺旋"和"增加正向超螺旋"是不一樣的喔~~

    在轉錄的時候,RNA聚合酶順著DNA分子移動,它也會在它的前端產生正向的超螺旋。v在移動的複製與轉錄機器之後,就有一波負向的超螺旋產生,而多餘的負向超螺旋以拓樸酶I移除。

    參考 http://www.ebi.ac.uk/interpro/potm/2006_1/Page2.ht...

    2009-06-14 16:06:01 補充:

    1. topoisomerase I 的工作是移除負超螺旋, 而 topoisomerase II (gyrase) 的功能在DNA轉錄的時候,也會 在 helicase 前先移除DNA的負超螺旋, 乍看之下似乎功能相同, 都是移除負超螺旋, 但是仔細看, topoisomerase I 作用在"單股" DNA 產生 nick, topoisomerase II (gyrase) 作用在切斷"雙股" DNA, 因為作用的對象不同, 兩種 topoisomerase 本身的構型也不一樣, 也就是有所謂的酵素專一性, 因此此兩種酵素是無法互相取代的!!

    2009-06-14 17:18:08 補充:

    2. 第二點我解釋的地方,是指穩定單股DNA的結構嗎?? -->是的!在DNA複製和 RNA 轉錄的過程都是如此~~

    至於你書上說的~~~我也贊成啦~~畢竟人家已經寫成書了!! 應該不會錯!!

    2009-06-15 00:46:00 補充:

    你的發問精神很好呀~~我不會嫌囉唆啦~~

    基本上你應該有看到書上那個 topoisomerase 是整個包覆住 DNA, 然後切掉其中一股, 或兩股, 因為大部分的酵素都是這樣與 DNA 作用, 所以topoisomerase I是作用在單股DNA上, 但是有包覆到前後的 DNA 喔~~

    也就是說是"作用對象"不同

    2009-06-15 00:59:01 補充:

    至於為何 topoisomerase I 是否能取代 gyrase, 我已經說明過, 是因為有酵素專一性, 而且gyrase 有耗能, topoisomerase I 沒有耗能...差別很大!!

    生物體內的酵素分工很細, 尤其到了真核生物, 所以並不是你想像的酵素只要功能類似就可以任意取代, 那會天下大亂的!!

    因為酵素的作用還要有cofactor, 例如原核生物中 topoisomerase I 還要與 topoisomerase IV合作才能作用, 才能移除負超螺旋, 細節的調控也還在研究之中, 所以我的回答就到這裡吧~~~要去睡睡囉~~~

    參考資料: 綠的周邊超級戰將, http://en.wikipedia.org/wiki/Topoisomerase_I
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