主な違い ヘリカーゼとトポイソメラーゼの違いは、ヘリカーゼが二本鎖 DNA をほどくのに対し、トポイソメラーゼはヘリカーゼによって作成された張力を緩和することです。 .さらに、ヘリカーゼは 2 本の DNA 鎖間の水素結合を切断し、トポイソメラーゼは DNA バックボーンのホスホジエステル結合を切断します。
ヘリカーゼとトポイソメラーゼは、真核生物と原核生物の両方の DNA 複製に関与する 2 つの酵素です。それらは、DNA のトポロジーを変更することにより、DNA 鎖の分離において重要な役割を果たします。
対象となる主な分野
1.ヘリケースとは
– 定義、型、機能
2.トポイソメラーゼとは
– 定義、型、機能
3.ヘリカーゼとトポイソメラーゼの類似点は何ですか
– 共通機能の概要
4.ヘリカーゼとトポイソメラーゼの違いは何ですか
– 主な相違点の比較
主な用語
DNA ヘリカーゼ、RNA ヘリカーゼ、スーパーコイル、I 型トポイソメラーゼ、II 型トポイソメラーゼ、巻き戻し
ヘリケースとは
まず、ヘリカーゼは、DNA 複製、組換え、DNA 修復など、ほぼすべてのタイプの核酸代謝イベントに関与する特別なクラスの酵素です。また、転写、RNA プロセッシング、翻訳、リボソーム生合成、および崩壊においても重要です。さらに、ヘリカーゼの機能だけでなく、核酸に沿ったトランスロケーションには、ATP由来のエネルギーが必要です。ヘリカーゼの主な機能は、ヌクレオチド間の水素結合を壊して二本鎖核酸をほどくことです。場合によっては、ヘリカーゼはタンパク質-核酸相互作用も妨害します。ヘリカーゼの本質的な機能により、ヘリカーゼはどこにでもあり、進化的に保存されたタンパク質になります。
図 1:DNA 複製におけるヘリカーゼとトポイソメラーゼ
また、ヘリカーゼには DNA ヘリカーゼと RNA ヘリカーゼの 2 種類があります。 DNA ヘリカーゼは、DNA 複製における重要な機能である二本鎖 DNA を巻き戻します。たとえば、RNA ヘリカーゼは、転写、RNA スプライシング、および翻訳中に RNA および RNA タンパク質複合体の両方を改造します。
トポイソメラーゼとは
トポイソメラーゼは、DNA の複製、転写、クロマチンのリモデリング、および組換えの際に、DNA 二重鎖にスーパーコイルを付加または除去する酵素です。 DNA分子に一本鎖または二本鎖切断を導入します。 DNA複製中、ヘリカーゼはDNA二重鎖を巻き戻し、スーパーコイルを導入します。 2 種類のトポイソメラーゼのうちの 1 つである I 型トポイソメラーゼは、二本鎖 DNA の一方の鎖に切り込みを入れて再結合させることにより、DNA を弛緩させます。したがって、彼らは DNA 二重鎖からスーパーコイルを取り除きます。その上、トポイソメラーゼの 2 番目のタイプであるタイプ II トポイソメラーゼは、DNA の両方の鎖を切断し、再結合します。しかし、2 番目のタイプのトポイソメラーゼは、DNA 二重鎖からスーパーコイルを導入または除去することができます。
図 2:DNA トポイソメラーゼ IIA
さらに、トポイソメラーゼは、成長する複製フォークと DNA 複製を受けた染色体の両方で機能します。ここで、両方のタイプのトポイソメラーゼをさらに分類することができます。 I型トポイソメラーゼの2つの主なサブタイプは、IA型トポイソメラーゼとIB型トポイソメラーゼです。重要なことに、I型トポイソメラーゼはスーパーコイルの除去にエネルギーを使用しませんが、II型トポイソメラーゼはATPに由来するエネルギーを使用します. II型トポイソメラーゼの2つの主なサブタイプは、IIA型トポイソメラーゼとIIB型トポイソメラーゼです。 DNA ジャイレースは、IIA 型トポイソメラーゼに属する酵素です。
ヘリカーゼとトポイソメラーゼの類似点
- ヘリカーゼとトポイソメラーゼは、DNA 複製に関与する 2 つの酵素です。
- 両方の酵素が原核生物だけでなく真核生物にも存在します。
- また、どちらも DNA に作用します。
- さらに、これらの酵素の主な機能は、二本鎖 DNA 分子を分離して DNA ポリメラーゼの作用を促進することです。
ヘリカーゼとトポイソメラーゼの違い
定義
ヘリカーゼとは、ヌクレオシド三リン酸の加水分解に由来するエネルギーを使用して、核酸の二本鎖らせん構造をほどく酵素のことです。トポイソメラーゼは、二本鎖 DNA のスーパーコイルを変更する酵素のクラスを指します。したがって、これがヘリカーゼとトポイソメラーゼの主な違いです。
行動する
ヘリカーゼとトポイソメラーゼのもう 1 つの違いは、ヘリカーゼが DNA と RNA の両方に作用するのに対し、トポイソメラーゼは DNA にのみ作用することです。
機能
さらに、ヘリカーゼは二本鎖 DNA 間の水素結合を切断し、トポイソメラーゼは DNA バックボーンのヌクレオチド間のホスホジエステル結合を切断します。
役割
ヘリカーゼが二本鎖 DNA をほどき、トポイソメラーゼがヘリカーゼによって生じた緊張を緩和します。したがって、これはヘリカーゼとトポイソメラーゼのもう 1 つの違いです。
タイプ
2 種類のヘリカーゼは DNA ヘリカーゼと RNA ヘリカーゼであり、トポイソメラーゼの 2 つの主な種類は I 型トポイソメラーゼと II 型トポイソメラーゼです。
結論
ヘリカーゼは、さまざまな種類の代謝イベント中に核酸の巻き戻しを担う酵素です。さらに、DNAとRNAの両方を含む二本鎖核酸間の水素結合を切断します。一方、トポイソメラーゼは、DNA 二重鎖からスーパーコイルを導入または除去できる酵素です。これは、一本鎖または二本鎖切断の導入によるものです。したがって、ヘリカーゼとトポイソメラーゼの主な違いは、核酸のトポロジーの変化の種類です。
参照:
1. Abdelhaleem M. Helicases:概要。方法モルバイオル。 2010;587:1–12。ここから入手可能
2. Jankowsky、E.、「RNAヘリカーゼの働き：結合と再編成」生化学科学の動向vol。 36,1 (2011):19-29.ここから入手可能
3. Lodish H、Berk A、Zipursky SL、他。分子細胞生物学。第4版。ニューヨーク：W.H.フリーマン。 2000. セクション 12.3、DNA 複製におけるトポイソメラーゼの役割。ここで利用可能
画像提供:
1.「Figure 14 04 01」CNX OpenStax – （CC BY 4.0）、Commons Wikimedia経由
2. 「1zxn」寄託著者による：Wei、H.、Ruthenburg、A.J.、Bechis、S.K.、Verdine、G.L.;視覚化の作成者:ユーザー:Astrojan – (CC BY 4.0) コモンズ ウィキメディア経由
