Biología

Topoisomerase: definição e função

Estrutura do DNA

Códigos de DNA para a informação genética de organismos. Com a forma de uma dupla hélice, a estrutura básica do DNA se enrola como uma escada em espiral. Nas bactérias, essa espiral de fita dupla tem uma forma circular. Em organismos maiores, o DNA fica dentro de um núcleo e é agrupado em cromossomos . Os cromossomos geralmente têm a forma de um X, e esse X é feito de DNA em espiral, de fita dupla e fortemente enrolado.

Topoisomerase

Para que uma célula se divida, ela também deve replicar seu DNA. Conforme o DNA se replica, uma nova fita é adicionada ao lado de uma das duas fitas existentes. Mas esse processo poderia terminar com DNA emaranhado, muito parecido com um fio de telefone emaranhado. Uma maquinaria especial é necessária para replicar o DNA, uma vez que ele é enrolado em si mesmo ou superenrolado . Para remediar o fardo de replicar essa confusão emaranhada, uma enzima chamada topoisomerase é empregada.

A topoisomerase é como um cirurgião de DNA que pode cortar ou entalhar o DNA e reparar a quebra. A topoisomerase corta o DNA em um ponto específico e desfaz a torção para aliviar a supercoil. Isso permite o espaço físico para que outra fita de DNA seja sintetizada, sem a preocupação de emaranhamento.

Uma nova fita de DNA é construída sobre uma das fitas de DNA existentes no local cortado, conhecida como a forquilha de replicação . Se houver duas bifurcações de replicação ocorrendo ao mesmo tempo, então novas fitas de DNA podem ser construídas em duas direções. É mais comum que bactérias e organismos maiores copiem DNA usando replicação bidirecional (pense em 'bi', que significa 'dois') do que replicação unidirecional ('uni', que significa 'um').

Topoisomerase I

Existem dois tipos de cirurgiões de DNA; eles são chamados de topoisomerase I e topoisomerase II. Cada uma dessas enzimas tem sua especialidade. A topoisomerase I é capaz de cortar uma lacuna de fita simples em um lado da superespiral de DNA existente. Isso abre espaço para uma nova fita de DNA passar pelo modelo de DNA existente. Assim como um cirurgião, a topoisomerase I é capaz de costurar o DNA, ou ligar , quando o processo está completo.

Topoisomerase II

A topoisomerase II tem a difícil tarefa de desembaraçar o DNA enrolado e cortar ambas as fitas de DNA usando seus dois conjuntos de 'mandíbulas'. Essas mandíbulas fortes clivam, ou dividem, não apenas uma fita de DNA, como no caso da topoisomerase I, mas as duas fitas de uma vez. O buraco resultante feito na estrutura do DNA permite espaço para outro DNA de fita dupla nas proximidades da supercoil deslizar. Semelhante a uma porta dos fundos, a segunda fita não é cortada, mas empurrada para fora quando a enzima abre seu segundo conjunto de 'mandíbulas'. Esse processo revela o DNA. Quando o processo de replicação está completo, a topoisomerase liga o DNA clivado.

Resumo da lição

Dependendo do tamanho do organismo, o DNA pode ser formado em um círculo ou um cromossomo em forma de X firmemente enrolado em uma espiral . Uma vez que o DNA existente funciona como um modelo para a nova síntese de DNA, essa forma precisa ser corrigida antes que a replicação possa ocorrer. A topoisomerase é uma enzima valiosa para desembaraçar superenrolamentos e abrir espaço para a criação de novos filamentos de DNA. A topoisomerase pode clivar o DNA em um local de replicação desejado e também ligar o DNA uma vez que o processo esteja completo. A topoisomerase I é capaz de cortar uma única fita de DNA, enquanto a topoisomerase II é capaz de cortar a estrutura de fita dupla em sua totalidade.

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