NS 主な違い ヘリカーゼとトポイソメラーゼの違いは ヘリカーゼは二本鎖DNAをほどきますが、トポイソメラーゼはヘリカーゼによって生じる緊張を和らげます。さらに、ヘリカーゼは2つのDNA鎖間の水素結合を切断し、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します。

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のDNA複製に関与する2つの酵素です。それらは、DNAのトポロジーを変えることにより、DNA鎖の分離において重要な役割を果たします。

DNAヘリカーゼ、RNAヘリカーゼ、スーパーコイル、I型トポイソメラーゼ、II型トポイソメラーゼ、巻き戻し

ヘリカーゼとは

まず第一に、ヘリカーゼは、DNA複製、組換え、DNA修復など、ほぼすべての種類の核酸代謝イベントに関与する特別なクラスの酵素です。また、転写、RNA処理、翻訳、リボソーム生合成、および崩壊においても重要です。さらに、核酸に沿った転座およびヘリカーゼの機能には、ATPに由来する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り、二本鎖核酸を巻き戻すことです。場合によっては、ヘリカーゼはタンパク質と核酸の相互作用も妨害します。ヘリカーゼの本質的な機能により、ヘリカーゼは遍在し、進化的に保存されたタンパク質になります。

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をほどきます。これはDNA複製の重要な機能です。たとえば、RNAヘリカーゼは、転写、RNAスプライシング、および翻訳中にRNAとRNA-タンパク質複合体の両方をリモデリングします。

トポイソメラーゼとは

トポイソメラーゼは、DNA複製、転写、クロマチンリモデリング、および組換え中にDNA二重鎖からスーパーコイルを追加または除去する酵素です。 DNA分子に一本鎖または二本鎖の切断を導入します。 DNA複製中に、ヘリカーゼはDNA二重鎖をほどき、スーパーコイルを導入します。 2種類のトポイソメラーゼの1つであるI型トポイソメラーゼは、二本鎖DNAの1本の鎖にニックを入れて再結合することにより、DNAを弛緩させます。したがって、それらはDNA二重鎖からスーパーコイルを取り除きます。さらに、2番目のタイプのトポイソメラーゼであるII型トポイソメラーゼは、DNAの両方の鎖を切断し、それに再結合します。ただし、2番目のタイプのトポイソメラーゼは、DNA二重鎖にスーパーコイルを導入または除去することができます。

図2：DNAトポイソメラーゼIIA

さらに、トポイソメラーゼは、成長する複製フォークとDNA複製を受けた染色体の両方で機能します。ここでは、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の2つの主要なサブタイプは、IA型トポイソメラーゼとIB型トポイソメラーゼです。重要なことに、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使用しませんが、II型トポイソメラーゼはATPに由来するエネルギーを使用します。 II型トポイソメラーゼの2つの主要なサブタイプは、IIA型トポイソメラーゼとIIB型トポイソメラーゼです。 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点

ヘリカーゼとトポイソメラーゼの違い

意味

ヘリカーゼとは、ヌクレオシド三リン酸の加水分解に由来するエネルギーを使用して、核酸の二本鎖らせん構造をほどく酵素を指します。トポイソメラーゼは、二本鎖DNAの超らせんを変化させる酵素のクラスを指します。したがって、これがヘリカーゼとトポイソメラーゼの主な違いです。

に従う

ヘリカーゼとトポイソメラーゼのもう1つの違いは、ヘリカーゼは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す。

関数

役割

ヘリカーゼは二本鎖DNAをほどき、トポイソメラーゼはヘリカーゼによって生成された緊張を和らげます。したがって、これはヘリカーゼとトポイソメラーゼのもう1つの違いです。

タイプ

2種類のヘリカーゼはDNAヘリカーゼとRNAヘリカーゼであり、2つの主要な種類のトポイソメラーゼはI型トポイソメラーゼとII型トポイソメラーゼです。

結論

ヘリカーゼは、さまざまな種類の代謝イベント中に核酸の巻き戻しに関与する酵素です。さらに、DNAとRNAの両方を含む二本鎖核酸間の水素結合を切断します。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または除去できる酵素です。これは、一本鎖または二本鎖の切断を導入することによるものです。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、核酸のトポロジーの変化のタイプです。

リファレンス：

1. Abdelhaleem M.ヘリカーゼ：概要。メソッドMolBiol。 2010; 587：1–12。こちらから入手可能2。 Jankowsky、E。、「職場でのRNAヘリカーゼ：結合と再配列」生化学科学の動向vol。 36、1（2011）：19-29。こちらから入手可能3。 Lodish H、Berk A、ZipurskySLなど。分子細胞生物学。第4版。ニューヨーク：W。H。フリーマン; 2000.セクション12.3、DNA複製におけるトポイソメラーゼの役割。ここで入手可能

画像提供：

1.「図140401」CNXOpenStax –（CC BY 4.0）Commons Wikimedia経由2.「1zxn」寄託者：Wei、H.、Ruthenburg、A.J.、Bechis、S.K.、Verdine、G.L。;視覚化の作成者：User：Astrojan –（CC BY 4.0）CommonsWikimedia経由