Ključna razlika između pozitivnog i negativnog supersmotanja DNK je u tome što je tijekom pozitivnog supersmotanja DNK lanac DNK prenamotan u usporedbi s opuštenim stanjem, dok je tijekom negativnog supersmotanja DNK lanac DNK namotan u usporedbi s opušteno stanje.
DNK supernavijanje je količina uvijanja u DNK lancu (previše ili nedovoljno namotavanje) i ono određuje količinu naprezanja na lancu. Topoizomeraze su enzimi koji olakšavaju i reguliraju super namotavanje DNA kako bi se poboljšala replikacija i transkripcija DNA. Prisutni su u svim stanicama, uključujući bakterije i ljude. Super namotavanje DNK važno je za mnoge stanične procese kao što je zbijanje DNK i ekspresija gena, kroz reguliranje pristupa genetskom kodu. Postoje dvije vrste supernamotanja DNK kao pozitivno supernamotanje i negativno supernamotavanje.
Što je pozitivno super namotavanje DNK?
Pozitivno super namotavanje DNK je proces u kojem je lanac DNK prenamotan u usporedbi s opuštenim stanjem. To se događa kada se dvostruka spiralna konformacija DNA (desnokretna) jače uvije (preko namotane u desnokretnom načinu) sve dok se spiralna struktura ne iskrivi i razvije u razinu "čvora".
Slika 01: Super namotavanje DNK
Matematičke jednadžbe razrađuju pozitivno super namotavanje DNK. DNK nije pozitivno superzamotana tijekom normalnih stanja, već se javlja samo tijekom staničnih procesa, na primjer, kako bi se olakšala mitoza gdje se duplicirane sestrinske DNK razdvajaju u stanice kćeri tijekom međufaze u razvoju i održavanju topološki povezanih domena. Ove domene su TAD-ovi. Štoviše, tijekom mitotičkog sastavljanja kromosoma, pokazano je da kondenzin inducira pozitivno super namotavanje DNA. Kondenziranje je veliki proteinski kompleks koji igra glavnu ulogu u mitotskom sklapanju kromosoma i inducira pozitivno super namotavanje na način ovisan o hidrolizi ATP-a.
Što je negativno super namotavanje DNK?
Negativno super namotavanje DNK je proces u kojem je lanac DNK namotan u usporedbi s opuštenim stanjem. To se događa kada se dvostruka spiralna konformacija DNK (ljevokretna) uvije manje (ispod namotavanja u lijevokretnom načinu) sve dok spiralna struktura ne postane opuštenija više od normalnog opuštenog B oblika DNK. Olakšava replikaciju i transkripciju DNA putem enzima topoizomeraze.
Slika 02: Negativno super namotavanje DNK
Super namotavanje DNK proizvodi dvije vrste struktura koje se nazivaju plektonem ili toroid. Ponekad to može biti kombinacija oba. Tijekom negativnog supersmotanja DNA, molekula DNA će proizvesti ili dvostruku desnu spiralu sa završnim petljama (plektonem) ili jednostranu lijevu spiralu (toroid). Plektonemi su češći u prirodi, osobito kod bakterija.
Koje su sličnosti između pozitivnog i negativnog super namotaja DNK?
- Pozitivno i negativno super namotavanje DNA prisutno je u svim organizmima (od bakterija do ljudi)
- Oba procesa mijenjaju oblik DNA lanca.
- Oni utječu na dvostruku spiralnu strukturu DNK.
- Štoviše, oba su mehanizma važna za olakšavanje mnogih staničnih funkcija.
- Enzimi kontroliraju pozitivno i negativno super namotavanje DNK.
Koja je razlika između pozitivnog i negativnog super namotaja DNK?
Ključna razlika između pozitivnog i negativnog super namotaja DNK je u tome što je, tijekom pozitivnog super namotaja DNK, lanac DNK prenamotan u usporedbi s opuštenim stanjem, dok je tijekom negativnog super namotaja DNK lanac DNK namotan u usporedbi s opušteno stanje. DNK većine organizama je u normalnom stanju negativno supersmotana. Pozitivno super namotavanje događa se samo tijekom određenih staničnih funkcija. Štoviše, pozitivno super namotavanje DNK odvija se prema desnoj strani, dok se negativno super namotavanje DNK odvija prema lijevoj strani.
Infografika u nastavku predstavlja razlike između pozitivnog i negativnog super namotaja DNK u obliku tablice za usporedbu.
Sažetak – Pozitivno naspram negativnog super namotaja DNK
DNK super namotavanje je važno u mnogim staničnim procesima, kao što je zbijanje DNK i ekspresija gena, kroz regulaciju pristupa genetskom kodu. Također olakšava i regulira super namotavanje DNK kako bi se poboljšala replikacija i transkripcija DNK. Ključna razlika između pozitivnog i negativnog super namotaja DNK je u tome što je tijekom pozitivnog super namotaja DNK lanac DNK prenamotan u usporedbi s opuštenim stanjem, dok je tijekom negativnog super namotaja DNK lanac DNK namotan u usporedbi s opuštenim stanjem. Oba procesa supernamotanja dane niti razrađena su matematičkom formulom. Oba se procesa uspoređuju s referentnim stanjem poznatim kao opušteno stanje DNA ili opušteni B oblik DNA.
