Topoisomerasa

Funcionament de la ADN Girasa de E.Coli.Topoisomerasa de tipo II

Les topoisomerasas (tipo I: Plantilla:EC, i tipo II: Plantilla:EC) són enzimas capaces d'actuar sobre la topología del ADN, ya siga enredrant-ho per a permetre que s'almagasene de manera més compacta o desenredándolo per a que controle la síntesis de proteïnes i per a facilitar la replicació del mateix. Estes enzimes són necessàries pels inherents problemes causats per la configuració estructural de el ADN.

El ADN posseïx una estructura en forma de doble hèliç en la qual dos bri o cadenes de sucre 2-desoxiribosa unides per ponts hidrogen es troben enrolladas una sobre l'atra, en quatre bases, adenina, timina, citosina i guanina apareadas i apilades en el buit central d'esta hèliç casi com els escalons en una escala caragol, esta estructura permet conservar de manera bella i estable el material genètic. Pero ya Watson i Crick havien notat que els dos bri de ADN es trobaven enrolladas i retortillades una sobre l'atra, i que açò necessàriament requeriria d'un mecanisme capaç de desenrollar i separar els bri per a permetre l'accés a l'informació almagasenada.

En la finalitat de solucionar els problemes causats per esta configuració de doble hèliç, les topoisomerasas són capaces de tallar i pegar ya siga una o dos dels bri de sucre fosfat que formen l'armassó o esquelet de el ADN. Este trencament selectiu permet al ADN desenmarañarse i desenrollarse per a permetre l'accés d'atres enzimes a l'informació continguda en el seu interior. Al final del procés el ADN és restaurat a la seua configuració inicial. I ya que el ADN enredrat i desenredado posseïxen la mateixa composició química i els mateixos enllaços organisats de la mateixa forma, les dos formes de ADN, l'enredrada i la desenredada, són isòmers que diferixen solament en la seua configuració global. D'allí el nom de les enzimes. Les topoisomerasas són enzimas isomerasas que actuen sobre la topología de el ADN.

Descobriment

La necessitat d'esta enzima va ser reconeguda inclús abans de ser descoberta, quan la naturalea de doble hèliç de el ADN va ser resolta per Watson i Crick; els autors varen notar que devia haver algun mecanisme que poguera resoldre o solucionar els enredos que sorgirien d'esta característica estructural. La primera topoisomerasa revelada, la tope I d'E. coli, va ser descoberta per James C. Wang.

Funció

L'estabilitat derivada de la configuració en doble hèliç de el ADN, residix, naturalment, en que gràcies a esta configuració resulta molt difícil separar els dos bri, fent indispensable l'acció d'helicasas o atres enzimes per a permetre la transcripció d'aquelles seqüències de ADN que codifiquen proteïnes, o inclús si els cromosomes van a ser replicats. En el cas dels cromosomes circulares com els que posseïxen les bactèries, en els quals la doble hèliç es troba unida pels extrems formant lliteralment un círcul tancat, els dos bri es troben topológicamente enrolladas, o nugades. És dir que, llaços idèntics de ADN pero en diferents números de girs sobre sí mateixa, són topoisómeros, i no poden ser interconvertidos per cap procés que no involucre la ruptura dels dos bri de ADN. Les topoisomerasas catalizan i guien el desanudamiento i estiramiento de el ADN creant ruptures momentànees en els bri de ADN i utilisant una tirosina evolutivamente molt conservada com a residu catalític.

L'inserció d'un genoma viral dins dels cromosomes i atres formes de recombinació genètica també requerixen de l'acció de topoisomerasas.