Sự khác biệt cơ bản giữa siêu cuộn âm tính và âm tính của DNA là trong quá trình siêu cuộn DNA dương tính, sợi DNA được ghi đè so với trạng thái thả lỏng, trong khi trong quá trình siêu cuộn âm tính của DNA, sợi DNA bị quấn lại so với trạng thái thoải mái.
Siêu xoắn DNA là số lượng xoắn trong một sợi DNA (cuộn quá mức hoặc cuộn dưới), và nó xác định số lượng biến dạng trên sợi. Topoisomerase là các enzym tạo điều kiện thuận lợi và điều chỉnh quá trình siêu xoắn DNA để tăng cường quá trình sao chép và phiên mã DNA. Chúng hiện diện trong tất cả các tế bào, bao gồm cả vi khuẩn và con người. Siêu phức hợp DNA rất quan trọng đối với nhiều quá trình tế bào như nén DNA và biểu hiện gen, thông qua việc điều chỉnh quyền truy cập vào mã di truyền. Có hai loại siêu xoắn DNA là siêu phức hợp dương và siêu âm tính.
Siêu âm tích cực của DNA là gì?
Siêu âm tích cực của DNA là một quá trình mà sợi DNA bị ghi đè so với trạng thái thư giãn. Điều này xảy ra khi cấu trúc xoắn kép của DNA (thuận tay phải) được xoắn chặt hơn (quấn quá nhiều ở chế độ thuận tay phải) cho đến khi cấu trúc xoắn trở nên méo mó và phát triển thành mức độ 'nút thắt'.
Hình 01: Siêu cuộn DNA
Các phương trình toán học được xây dựng dựa trên sự tích cực của DNA. Ví dụ, DNA không được chồng lên một cách tích cực trong trạng thái bình thường mà chỉ xảy ra trong các quá trình tế bào, để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nguyên phân trong đó các DNA chị em đã nhân đôi được phân tách thành các tế bào con trong khoảng thời gian giữa sự phát triển và duy trì các vùng liên kết topo. Các miền này là TAD. Hơn nữa, trong quá trình lắp ráp nhiễm sắc thể phân bào, người ta đã chỉ ra rằng condensin gây ra hiện tượng siêu xoắn dương tính của DNA. Trùng ngưng là một phức hợp protein lớn, đóng vai trò chính trong quá trình lắp ráp nhiễm sắc thể nguyên phân và gây ra hiện tượng siêu trùng dương theo cách thức thủy phân phụ thuộc ATP.
Siêu âm của DNA là gì?
Siêu âm của DNA là một quá trình mà sợi DNA bị quấn lại so với trạng thái thư giãn. Điều này xảy ra khi cấu trúc xoắn kép của DNA (thuận tay trái) được xoắn nhẹ hơn (được quấn ở chế độ thuận tay trái) cho đến khi cấu trúc xoắn trở nên giãn ra hơn so với dạng DNA B giãn ra bình thường. Nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc sao chép và phiên mã DNA thông qua các enzym topoisomerase.
Hình 02: Siêu âm của DNA
Siêu xoắn DNA tạo ra hai loại cấu trúc được gọi là plectoneme hoặc hình xuyến. Đôi khi, nó có thể là sự kết hợp của cả hai. Trong quá trình siêu âm của DNA, phân tử DNA sẽ tạo ra một chuỗi xoắn hai đầu bên phải với các vòng cuối (plectoneme) hoặc một chuỗi xoắn một đầu thuận tay trái (hình xuyến). Plectonemes phổ biến hơn trong tự nhiên, đặc biệt là ở vi khuẩn.
Điểm giống nhau giữa Siêu âm tích cực và Tiêu cực của DNA là gì?
- Siêu phức âm tính và âm tính của DNA có trong tất cả các sinh vật (từ vi khuẩn đến con người)
- Cả hai quá trình đều thay đổi hình dạng của sợi DNA.
- Chúng ảnh hưởng đến cấu trúc xoắn kép của DNA.
- Hơn nữa, cả hai cơ chế đều quan trọng đối với việc hỗ trợ nhiều chức năng của tế bào.
- Enzyme kiểm soát siêu âm tích cực và tiêu cực của DNA.
Sự khác biệt giữa siêu âm tích cực và tiêu cực của DNA là gì?
Sự khác biệt cơ bản giữa siêu cuộn DNA âm tính và âm tính là, trong quá trình siêu cuộn DNA dương tính, sợi DNA bị ghi đè so với trạng thái thả lỏng trong khi trong quá trình siêu cuộn DNA âm tính, sợi DNA bị quấn lại so với trạng thái thoải mái. Hầu hết DNA của các sinh vật được siêu cuộn âm ở trạng thái bình thường. Siêu âm tích cực chỉ xảy ra trong các chức năng tế bào cụ thể. Hơn nữa, siêu âm của DNA diễn ra ở phía bên phải, trong khi siêu âm của DNA diễn ra ở phía bên trái.
Đồ họa thông tin dưới đây trình bày sự khác biệt giữa siêu âm tích cực và âm tính của DNA ở dạng bảng để so sánh song song.
Tóm tắt - Siêu âm tích cực và tiêu cực của DNA
Siêu tổng hợp DNA rất quan trọng trong nhiều quá trình tế bào, chẳng hạn như nén DNA và biểu hiện gen, thông qua việc điều chỉnh quyền truy cập vào mã di truyền. Nó cũng tạo điều kiện thuận lợi và điều chỉnh siêu mạch DNA để tăng cường quá trình sao chép và phiên mã DNA. Sự khác biệt cơ bản giữa siêu cuộn DNA dương tính và âm tính là trong quá trình siêu cuộn DNA dương tính, sợi DNA bị quấn đè lên so với trạng thái thư giãn, trong khi trong quá trình siêu cuộn DNA âm tính, sợi DNA bị quấn lại so với trạng thái thả lỏng. Cả hai quá trình siêu sôi của một sợi nhất định đều được giải thích bằng một công thức toán học. Cả hai quá trình đều được so sánh với trạng thái tham chiếu được gọi là trạng thái thư giãn của DNA hoặc dạng thư giãn B của DNA.
