Lexikon der Biologie





DNA-Topoisomerasen



1 Wirkungen der Gyrase. 2 "sign-inversion"-Mechanismus der Gyrase am Beispiel eines doppelsträngigen DNA-Rings: Im ersten Schritt bindet die DNA-Gyrase in der Weise an die DNA, daß sich zwei Doppelstränge überkreuzen und dabei eine (+)- und eine (–)-Windung entstehen, die sich in der Summe jedoch aufheben.

Der Bruch in einem der beiden Doppelstränge (Schritt 2) erfolgt nicht streng sequenzspezifisch, jedoch werden in bestimmten Sequenzen, z. B.

5´TAT

GNT N NT

ATA CNA N

NA 5´

bevorzugt von der Gyrase Stufenschnitte gesetzt (markiert durch die Pfeile). Die 5´-Phosphorylgruppen werden vorübergehend an einen Tyrosin-Rest in jeder der α-Untereinheiten der Gyrase kovalent gebunden. Nach Durchführen des anderen Strangs durch die Öffnung und anschließendes Schließen der Schnittstelle (Schritt 3) kehrt sich das Vorzeichen der Windung von (+) nach (–) um (Name des Mechanismus!), und das DNA-Molekül besitzt nun 2 (–)-Windungen.

Typ-I-DNA-Topoisomerasen arbeiten analog, jedoch nur mit Einzelstrangbruch.

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