Ключовата разлика между положителното и отрицателното супернавиване на ДНК е, че по време на положителното супернавиване на ДНК, ДНК веригата е пренавита в сравнение с отпуснатото състояние, докато по време на отрицателното супернавиване на ДНК, ДНК веригата е навита в сравнение с отпуснато състояние.
ДНК свръхнавиването е степента на усукване в ДНК веригата (пренавиване или недостатъчно навиване) и определя степента на напрежение върху нишката. Топоизомеразите са ензимите, които улесняват и регулират супернавиването на ДНК за подобряване на репликацията и транскрипцията на ДНК. Те присъстват във всички клетки, включително бактериите и хората. Свръхнавиването на ДНК е важно за много клетъчни процеси, като уплътняване на ДНК и генна експресия, чрез регулиране на достъпа до генетичния код. Има два вида супернавиване на ДНК като положително супернавиване и отрицателно супернавиване.
Какво е положително свръхнавиване на ДНК?
Положителното супернавиване на ДНК е процес, при който ДНК веригата е пренавита в сравнение с отпуснатото състояние. Това се случва, когато двойната спирална конформация на ДНК (дясната) е усукана по-здраво (над навитата в десен режим), докато спираловидната структура се изкриви и се развие в ниво на „възел“.
Фигура 01: Супернавиване на ДНК
Математическите уравнения разработват положителната свръхнавивка на ДНК. ДНК не е положително свръхнавита по време на нормални състояния, но се появява само по време на клетъчни процеси, например, за да се улесни митозата, където дублирани сестрински ДНК се сегрегират в дъщерни клетки по време на интерфазата в развитието и поддържането на топологично асоциирани домейни. Тези домейни са TAD. Освен това, по време на сглобяването на митотична хромозома е показано, че кондензинът индуцира положително свръхнавиване на ДНК. Кондензирането е голям протеинов комплекс, който играе основна роля в сглобяването на митотичната хромозома и индуцира положително супернавиване по начин, зависим от хидролизата на АТФ.
Какво е отрицателно свръхнавиване на ДНК?
Отрицателното супернавиване на ДНК е процес, при който ДНК веригата е навита в сравнение с отпуснато състояние. Това се случва, когато двойната спирална конформация на ДНК (ляво ориентирана) е усукана по-леко (под навиване в ляво ориентиран режим), докато спиралната структура се отпусне повече от нормалната отпусната B форма на ДНК. Улеснява репликацията и транскрипцията на ДНК чрез ензими топоизомераза.
Фигура 02: Отрицателно супернавиване на ДНК
Свръхнавиването на ДНК произвежда два типа структури, наречени плектонема или тороид. Понякога може да е комбинация от двете. По време на отрицателно супернавиване на ДНК, ДНК молекулата ще произведе или двустранна дясна спирала с крайни бримки (плектонема), или едностартова лява спирала (тороид). Плектонемите са по-често срещани в природата, особено в бактериите.
Какви са приликите между положителното и отрицателното свръхнавиване на ДНК?
- Положително и отрицателно свръхнавиване на ДНК присъства във всички организми (от бактерии до хора)
- И двата процеса променят формата на ДНК веригата.
- Те засягат двойноспиралната структура на ДНК.
- Освен това и двата механизма са важни за улесняването на много клетъчни функции.
- Ензимите контролират положителното и отрицателното свръхнавиване на ДНК.
Каква е разликата между положителното и отрицателното свръхнавиване на ДНК?
Ключовата разлика между положителното и отрицателното супернавиване на ДНК е, че по време на положителното супернавиване на ДНК, ДНК веригата е пренавита в сравнение с отпуснатото състояние, докато по време на отрицателното супернавиване на ДНК, ДНК веригата е навита в сравнение с отпуснато състояние. ДНК на повечето организми е отрицателно свръхнавита в нормално състояние. Положителното супернавиване възниква само по време на определени клетъчни функции. Освен това, положителното супернавиване на ДНК се извършва към дясната страна, докато отрицателното супернавиване на ДНК се извършва към лявата страна.
Инфографиката по-долу представя разликите между положителното и отрицателното свръхнавиване на ДНК в таблична форма за сравнение едно до друго.
Обобщение – Положително срещу отрицателно свръхнавиване на ДНК
ДНК свръхнавиването е важно в много клетъчни процеси, като уплътняване на ДНК и генна експресия, чрез регулиране на достъпа до генетичния код. Той също така улеснява и регулира супернавиването на ДНК, за да подобри репликацията и транскрипцията на ДНК. Ключовата разлика между положителното и отрицателното супернавиване на ДНК е, че по време на положителното супернавиване на ДНК веригата на ДНК е пренавита в сравнение с отпуснатото състояние, докато по време на отрицателното супернавиване на ДНК веригата на ДНК е навита в сравнение с отпуснатото състояние. И двата процеса на супернавиване на дадена нишка са разработени с математическа формула. И двата процеса се сравняват с референтно състояние, известно като отпуснато състояние на ДНК или отпусната B форма на ДНК.
