ヘリカーゼとトポイソメラーゼの違いとは?

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ヘリカーゼとトポイソメラーゼの主な違いは、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生じた緊張を和らげることである

さらに、ヘリカーゼは2本のDNA鎖の間の水素結合を切断するのに対し、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する。

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でDNAの複製に関与する酵素です。

これらの酵素は、DNAのトポロジーを変化させることにより、DNA鎖の分離に重要な役割を果たす。

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ヘリカーゼとは

まず、ヘリカーゼとは、DNA複製、組換え、DNA修復など、ほとんどすべての核酸代謝に関与する特殊な酵素の一種である

また、転写、RNA処理、翻訳、リボソーム生合成、崩壊にも重要です。

さらに、ヘリカーゼの働きと同様に、核酸に沿った移動には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切断することによって二本鎖の核酸をほどくことである

また、ヘリカーゼはタンパク質と核酸の相互作用も破壊することがあります。

このようなヘリカーゼの本質的な機能により、ヘリカーゼはユビキタスなタンパク質として進化的に保存されています。

What is the Difference Between Helicase and Topoisomerase_Figure 1: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、二本鎖DNAをほどくという、DNA複製において重要な働きをします。

また、RNAヘリカーゼは、転写、RNAスプライシング、翻訳の際にRNAおよびRNA-タンパク質複合体を再構築する。

トポイソメラーゼとは

トポイソメラーゼは、DNA複製、転写、クロマチン再構築、組換えなどの際に、DNA二重鎖にスーパーコイルを付加したり除去したりする役割を担う酵素です。

また、DNA分子に一本鎖または二本鎖の切断を導入する。

DNA複製の際、ヘリカーゼはDNA二重鎖をほどき、スーパーコイルを導入する。

2種類あるトポイソメラーゼのうち、I型トポイソメラーゼは、二本鎖DNAの片方の鎖にニックを入れ、再結合することでDNAを緩和します。

そのため、DNA二重鎖からスーパーコイルを取り除くことができます。

また、2つ目のタイプのトポイソメラーゼは、DNAの両鎖を切断して再結合させます。

しかし、2つ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することも除去することもできます。

さらに、トポイソメラーゼは、成長中の複製フォークとDNA複製を終え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は、IA型トポイソメラーゼとIB型トポイソメラーゼの2種類に大別され、IA型トポイソメラーゼは染色体上で機能し、IB型トポイソメラーゼは染色体上で機能します。

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用いませんが、II型トポイソメラーゼはATPをエネルギー源としています。

II型トポイソメラーゼには、IIA型トポイソメラーゼとIIB型トポイソメラーゼの2種類があり、IIB型トポイソメラーゼは、IIA型トポイソメラーゼとIIB型トポイソメラーゼに分類されます。

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性

  • ヘリカーゼとトポイソメラーゼは、DNAの複製に関与する2つの酵素です。
  • 両酵素は原核生物だけでなく、真核生物にも存在する。
  • また、両者ともDNAに作用することができる。
  • さらに、これらの酵素の主な機能は、DNAポリメラーゼの作用を容易にするために、二本鎖DNA分子を分離することです。

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から得られるエネルギーを用いて、核酸の二本鎖らせん構造をほどく酵素のことである

トポイソメラーゼは、二本鎖DNAのスーパーコイルを変化させる酵素の一種である

これがヘリカーゼとトポイソメラーゼの大きな違いです。

Act on

ヘリカーゼとトポイソメラーゼのもう一つの違いは、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ある

機能

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骨格のヌクレオチド間のホスホジエステル結合を切断する。

役割

ヘリカーゼが二本鎖DNAをほどくのに対して、トポイソメラーゼはヘリカーゼが発生させた張力を和らげる。

したがって、この点もヘリカーゼとトポイソメラーゼの違いです。

タイプ

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、トポイソメラーゼにはI型トポイソメラーゼとII型トポイソメラーゼの2種類に大別されます。

結論

ヘリカーゼは、様々な代謝過程において、核酸の巻き戻しを行う酵素です。

また、DNAとRNAの両方を含む二本鎖核酸間の水素結合を切断する。

一方、トポイソメラーゼは、DNA二重鎖にスーパーコイルを導入したり除去したりすることができる酵素です。

これは、一本鎖または二本鎖の切断を導入することによって行われます。

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、核酸のトポロジーをどのように変化させるかです。

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