Überwicklung vs. Unterwicklung einer DNA

DNA-Supercoiling bezieht sich auf die Über- oder Unterwindung eines DNA-Strangs.

Quelle: DNA-Superspule

Wenn eine entspannte DNA Biegungen oder DNA-Öffnungen beim Auf- oder Abwickeln ausgesetzt wird , ändern sich ihre Basenpaare pro Windung, und die DNA wird Stress und Belastung ausgesetzt. Um eine solche Verzerrung zu überwinden, die die DNA instabil gemacht hat, dreht sich die DNA um sich selbst, wie ein kreisförmiges Gummiband, das sich verdreht, eine solche Verdrehung seines eigenen Fadens wird Super Coiling genannt; es wird auch als Tertiärstruktur bezeichnet.

Quelle: DNA Super Coiling

Was meinen sie mit Überwindung und Unterwindung einer DNA?

Antworten (2)

Stellen Sie sich ein kovalent geschlossenes zirkuläres doppelsträngiges DNA-Plasmid vor. In seinem "natürlichen" oder "entspannten" Zustand können Sie es flach auf einer geeigneten Oberfläche ausbreiten.

Stellen Sie sich nun vor, einen der DNA-Stränge zu schneiden (dh das Zucker-Phosphat-Rückgrat zu schneiden, so wie es eine Endonuklease tun würde, indem eine Kerbe zurückbleibt, das 5'-Ende der Kerbe hat das Phosphat und das 3'-Ende der Einschnitt hat eine -OH-Gruppe) und diesen eingeschnittenen Strang mehrmals im Uhrzeigersinn um den anderen, intakten DNA-Strang dreht. Dies bedeutet nicht, dass eines der Basenpaare gebrochen oder die Stränge entwirrt werden, Sie drehen es nur herum.

Stellen Sie sich nun vor, diese Kerbe zu versiegeln, indem Sie das 5'-Phosphat an das 3'-OH ligieren. An diesem Punkt ist die dsDNA-Helix leicht "überwunden" und wird nicht mehr ganz flach liegen. Es hat begonnen, supercoiled zu werden; Dies sind positive Superspulen.

Wenn Sie alternativ den geknickten DNA-Strang mehrere Umdrehungen gegen den Uhrzeigersinn gedreht hätten, bevor Sie ihn wieder versiegelten, würde dieses Molekül ebenfalls supercoiled werden, aber es wäre mit negativen Supercoils "unterwickelt" (und es würde auch keine länger flach auf der Oberfläche liegen).

Es gibt ein Enzym namens DNA-Topoisomerase I, das einen der beiden Stränge auf diese Weise schneidet und wieder versiegelt. Ein anderes Enzym namens DNA-Topoisomerase II schneidet beide Stränge, bevor es Supercoils einführt.

Es gibt zwei Arten von Supercoiling:

  • Positiv (rechtsgängig/überwunden) : Die Doppelhelix ist so weit verdreht, dass sie anfängt zu „knoten“.
  • Negativ (linkshändig/untergewickelt) : Diese Art von Spule geht gegen die natürliche Richtung der Doppelhelixstruktur.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Negatives Supercoiling ist ein stark regulierter Prozess, der von spezifischen Enzymen wie Topoisomerasen durchgeführt wird. Es gibt zwei Typen: Topoisomerase I und Topoisomerase II . Ersteres entspannt die Superspule, während Letzteres das Ausmaß erhöht, in dem die DNA supergewickelt ist.

In E. coli gibt es mindestens vier verschiedene Arten von Topoisomerasen, die für die Regulierung des DNA-Supercoiling verantwortlich sind.

Quelle: SUPERCOILING

Überwicklung vs. Unterwicklung einer DNA
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