DNA süper sargısı

DNA sarılma (pozitif varlığı sonuçları çift sarmal yönüne bir ilgili (ters yönde)) ya da negatif superturns DNA çift sarmal bu molekül bir stres yüklemektedir. Matematiksel olarak bir şeridin bükülmesine karşılık gelen süper sargı, DNA'nın yoğunlaşması dahil olmak üzere çok sayıda biyolojik süreçte önemli bir rol oynar. Bu modüle büküm DNA bükülme toplamı ve karşılık gelen büküm sarılması bunun tarafından işgal edilen hacim üzerinde bir etkiye sahip molekülün. Bundan başka, örneğin, bazı enzimler , DNA topoizomerazlar gibi belirli işlemleri kolaylaştırmak için DNA topoloji modifiye edebilen bir DNA replikasyonu ya da transkripsiyonu içine RNA . Genel olarak konuşursak, çoğu canlının DNA'sı negatif olarak kıvrılmıştır.

Konformasyonlar

Gevşek bir B DNA segmentinde , çift ​​sarmalın iki ipliği , yaklaşık 10.4 ila 10.5 baz çiftinden oluşan  bir aralıkla birbirinin etrafına sarılır . Bazı enzimlerin yapabildiği gibi, bu DNA segmentine dönüşler eklemek veya çıkarmak , üzerine mekanik bir baskı uygular. Dairesel DNA durumunda, birbirini izleyen süper dönüşlerin girişi, molekülün farklı şekillerine yol açar. Bu konformasyonların her biri, bir DNA süper sargısının karakteristiğidir.

Dairesel DNA'nın en basit süper bobini 8-şekilli olup, pozitif veya negatif tek bir süper bobinin eklenmesinden kaynaklanır. 8'in iki lobu, pozitif bir süper dönüşün etkisi altında saat yönünde ve negatif bir süper dönüşün etkisi altında saat yönünün tersine döndürülür. Pozitif veya negatif yeni süper dönüşlerin eklenmesi, dairesel DNA'nın iki lobu arasında ek bir bükülmeye yol açar.

Doğrusal DNA, özellikle belirli bir DNA segmentinde lokalize olan kısıtlamaların tamamen gevşemesini önleyen çok büyük kromozom boyutu nedeniyle aşırı sargılı olabilir .

: Aşırı sargılı DNA yapıları ile iki tip bir kombinasyon oluşturmak olasıdır toroid ve plectonemes .

Oluşum

DNA'nın aşırı sarılması, hücreler içinde koşullandırılması için önemlidir . Bir DNA molekülü, bir hücrenin çapından bin kat daha uzun olabileceğinden, hücre büyüklüğünde bir boşluk kaplayacak şekilde yoğunlaşması kritik bir işlemdir. Bu seviyede, DNA'nın aşırı sarmalanması, hacmini önemli ölçüde azalttığı sürece müdahale eder. Olarak prokaryotlar , plectonemes nedeniyle genellikle dairesel bir geometride baskın olduğu kromozom ve oldukça sınırlı miktarda genetik materyalin bu hücrelerde. Gelen ökaryotlar , orada her iki plectonemic ve bir kombinasyonudur solenoit yapılar , ikinci bir DNA daha kompakt hale en etkili metodu ortaya koymaktadır. Bu yapı ile, ökaryotlarda kromozomları içinde gerçekleştirilir histonları , temel proteinlerin DNA, yaklaşık olarak bir elyaf, bir şekilde 10 nm çapında.  

SMC proteini sırasında, özellikle de ilgili hücre bölünmesi bağımsız olarak, mitoz veya mayoz şeklinde, condensines ve cohesins yoğunlaşmasını teşvik kromatidler kız ve bağlanma sentromer pozitif üste sarımları sokulması.

DNA'nın kendi üstüne arılma de katılır DNA replikasyonu ve transkripsiyonu içine RNA . Bu, çift ​​sarmalın sırasıyla DNA polimeraz ve RNA polimeraz tarafından çözülmesinden kaynaklanır, bu da aşağı yönde pozitif yukarı akış ve negatif süper dönüşler getiren bir çözülme sağlar. Of DNA topoizomerazları gibi olan DNA girazı parça üstüne sarılma olarak serbest bırakmak için hareket eder.

Notlar ve referanslar

  1. (inç) James J. Champoux , DNA topoizomerazlar: Yapı, İşlev ve Mekanizma  " , Biyokimya Yıllık İncelemesi , cilt.  70, Temmuz 2001, s.  369-413 ( PMID  11395412 , DOI  10.1146 / annurev.biochem.70.1.369 , çevrimiçi okuyun )
  2. (in) Annie- Claude Albert Flavia Spirito, Nara-Figueroa Bossi Bossi ve Lionello A. Rachid RAHMOUNI , Hiper-Negatif Şablon DNA'nın kendi üstüne arılma de tetrasiklin direnç geninin transkripsiyonu esnasında Topa mutantların büyük ölçüde sınırlandırılır Vivo  " , Nucleic Acids Araştırma , cilt.  24, n o  15, Ağustos 1996, s.  3093-3099 ( PMID  8760899 , PMCID  146055 , DOI  10.1093 / nar / 24.15.3093 , çevrimiçi okuyun )