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TopoisomerasenZoomA-Z

Fachgebiet - Biochemie

Topoisomerasen sind Enzyme, die den Grad des Supercoiling in zirkulären DNA-Molekülen verändern und dadurch verschiedene topologische Isomere (Topoisomere) ineinander überführen können. Da das Supercoiling von großer Bedeutung für Prozesse wie Transkription, Rekombination und Replikation ist, sind die Aktivitäten von Topoisomerasen essenziell wichtig. Die Katalyse verläuft über einen Drei-Schritt-Mechanismus: Spaltung eines DNA-Strangs oder beider DNA-Stränge, Hindurchschieben eines DNA-Stranges durch die gebildete Lücke und abschließend Neuverknüpfung der Bruchstelle in der DNA.

Man unterscheidet zwei Typen. Die bakterielle Topoisomerase I spaltet nur einen DNA-Strang und katalysiert die Entspannung von negativ superspiralisierter DNA. Sie ändert die linking number in Schritten von 1. Die bakterielle Topoisomerase II, die auch als Gyrase bezeichnet wird, spaltet hingegen zu Beginn beide DNA-Stränge und überführt relaxierte DNA in negativ-superhelicale DNA. Sie ändert die linking number in Schritten von 2. Topoisomerasen in Tieren und Pflanzen werden ebenfalls in zwei Typen unterteilt, die Katalyse verläuft im Ergebnis jedoch etwas anders als bei Prokaryonten.