Auch in den linearen eukaryotischen Chromosomen kommen

Auch in den linearen eukaryotischen Chromosomen kommen
Supercoil-Strukturen vor
Transkription und Replikation beeinflussen die lokale
Superhelikalität der DNA
Transkription erzeugt sowohl positive als auch negative
lokale Superhelikalität
Negative supercoils
-
+
DNA-Topoisomerasen veränden die Topologie
von DNA-Molekülen
Topoisomerasen vom Typ IA schneiden einen der beiden
Einzelstränge und führen den anderen durch die Lücke
Topoisomerase I
Die Spaltung der DNA erfolgt durch Bildung eines kovalenten
Intermediats zwischen einem Tyrosin der Topoisomerase
und einem 5!-Phosphat (Transesterifizierung)
Topoisomerasen vom Typ IA
Change of linking number in steps of 1
Relaxe only (-) supercoil
Toposiomerasen vom Typ IA verändern die Linking number
in Einerschritten
Lk = n+1
Lk = n
Topoisomerasen vom Typ IB wirken als „Drehgelenk“
Change of linking numbers in steps of 1
Relaxes (+) and (-) supercoils!
Durch Rotation nach Einführung eines Einzelstrangbruches
kommt es zur Entspannung der DNA
Bildung einer verketteten Struktur (Catenan) am Ende der
Replikation eines ringförmigen Moleküls
DNA-Topoisomerasen vom Typ II schneiden einen Doppelstrang und
führen einen anderen durch die Lücke
DNA-Topoisomerasen vom Typ II bestehen aus mehreren
Untereinheiten und brauchen ATP
Änderung der Linking number in Zweierschritten
Nur Bakterien besitzen ein Enzym, das aktiv (-) Superhelikalität
einführen kann (Gyrase)!
Topoisomerasen vom Typ II können verschiedene topologische
Strukturen auflösen
Catenane
Knoten
Eigenschaften von DNA Topoisomerasen
Familie Beispiel
Substrat
Reaktion
!Lk
(-) DNA
entspannt (-)
+1
IA
E.coli Topo I
IB
Säuger Topo I (-) / (+) DNA
entspannt (-) / (+)
+1/-1
IIA
E.coli Gyrase
führt (-) supercoil ein!
-2
IIA
E.coli Topo IV (-) / (+) DNA
entspannt (-) / (+)
+2/-2
(+) / (-) DNA
Verkettung linearer DNA beim Aufeinandertreffen
zweier Replikationsgabeln
Topoisomerasen vom Typ II sind ein essentieller Bestandteil
mitotischer Chromosomen