Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng positibo at negatibong supercoiling ng DNA ay na sa panahon ng positibong supercoiling ng DNA, ang DNA strand ay overwound kumpara sa relaxed na estado, habang sa panahon ng negatibong supercoiling ng DNA, ang DNA strand ay nasa ilalim ng sugat kumpara sa nakakarelaks na estado.
Ang DNA supercoiling ay ang dami ng twist sa isang DNA strand (over-winding o under winding), at tinutukoy nito ang dami ng strain sa strand. Ang Topoisomerases ay ang mga enzyme na nagpapadali at nag-regulate ng DNA supercoiling upang mapahusay ang pagtitiklop at transkripsyon ng DNA. Ang mga ito ay naroroon sa lahat ng mga selula, kabilang ang bakterya at mga tao. Ang DNA supercoiling ay mahalaga sa maraming proseso ng cellular tulad ng DNA compacting at gene expression, sa pamamagitan ng pag-regulate ng access sa genetic code. Mayroong dalawang uri ng DNA supercoiling bilang positive supercoiling at negatibong supercoiling.
Ano ang Positive Supercoiling ng DNA?
Ang Positive supercoiling ng DNA ay isang proseso kung saan ang DNA strand ay overwound kumpara sa relaxed na estado. Ito ay nangyayari kapag ang double-helical conformation ng DNA (right-handed) ay pinaikot nang mas mahigpit (sa ibabaw ng sugat sa right-handed mode) hanggang sa ang helical na istraktura ay maging distorted at maging isang antas ng 'knot.'
Figure 01: Supercoiling of DNA
Mathematical equation ay nagpapaliwanag sa positibong supercoiling ng DNA. Ang DNA ay hindi positibong na-supercoiled sa panahon ng mga normal na estado ngunit nangyayari lamang sa panahon ng mga proseso ng cellular, halimbawa, upang mapadali ang mitosis kung saan ang mga duplicated na kapatid na DNA ay pinaghiwalay sa mga cell ng anak sa panahon ng interphase sa pagbuo at pagpapanatili ng mga topologically associating domain. Ang mga domain na ito ay mga TAD. Bukod dito, sa panahon ng mitotic chromosome assembly, ipinakita na ang condensin ay nagpapahiwatig ng positibong supercoiling ng DNA. Ang condensing ay isang malaking protina complex na gumaganap ng malaking papel sa mitotic chromosome assembly at nag-uudyok ng positibong supercoiling sa isang ATP hydrolysis-dependent na paraan.
Ano ang Negative Supercoiling ng DNA?
Ang Negative supercoiling ng DNA ay isang proseso kung saan ang DNA strand ay nasa ilalim ng sugat kumpara sa relaxed na estado. Nangyayari ito kapag ang double helical conformation ng DNA (left-handed) ay pinaikot nang mas magaan (sa ilalim ng sugat sa isang left-handed mode) hanggang ang helical na istraktura ay nagiging relax na higit pa kaysa sa normal na relaxed B form ng DNA. Pinapadali nito ang pagtitiklop at transkripsyon ng DNA sa pamamagitan ng topoisomerase enzymes.
Figure 02: Negatibong Supercoiling ng DNA
Supercoiling ng DNA ay gumagawa ng dalawang uri ng mga istruktura na tinatawag na plectoneme o toroid. Minsan, maaari itong kumbinasyon ng dalawa. Sa panahon ng negatibong supercoiling ng DNA, ang molekula ng DNA ay bubuo ng alinman sa isang two-start right-handed helix na may mga terminal loops (ang plectoneme) o isang one-start left-handed helix (ang toroid). Ang mga plexoneme ay mas karaniwan sa kalikasan, lalo na sa bacteria.
Ano ang Mga Pagkakatulad sa pagitan ng Positibo at Negatibong Supercoiling ng DNA?
- Ang positibo at negatibong supercoiling ng DNA ay naroroon sa lahat ng organismo (mula sa bacteria hanggang sa tao)
- Ang parehong proseso ay nagbabago sa hugis ng DNA strand.
- Nakakaapekto ang mga ito sa double-helical na istraktura ng DNA.
- Bukod dito, ang parehong mekanismo ay mahalaga para sa pagpapadali ng maraming cellular function.
- Kinokontrol ng mga enzyme ang positibo at negatibong supercoiling ng DNA.
Ano ang Pagkakaiba sa pagitan ng Positibo at Negatibong Supercoiling ng DNA?
Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng positibo at negatibong supercoiling ng DNA ay na, sa panahon ng positibong supercoiling ng DNA, ang DNA strand ay overwound kumpara sa nakakarelaks na estado habang sa panahon ng negatibong supercoiling ng DNA, ang DNA strand ay nasa ilalim ng sugat kumpara sa nakakarelaks na estado. Karamihan sa DNA ng mga organismo ay negatibong naka-supercoiled sa normal na katayuan. Ang positibong supercoiling ay nangyayari lamang sa mga partikular na cellular function. Bukod dito, ang positibong supercoiling ng DNA ay nagaganap patungo sa kanang bahagi, habang ang negatibong supercoiling ng DNA ay nagaganap patungo sa kaliwang bahagi.
Ang infographic sa ibaba ay nagpapakita ng mga pagkakaiba sa pagitan ng positibo at negatibong supercoiling ng DNA sa tabular form para sa magkatabi na paghahambing.
Buod – Positibo vs Negatibong Supercoiling ng DNA
Ang DNA supercoiling ay mahalaga sa maraming proseso ng cellular, gaya ng DNA compacting at gene expression, sa pamamagitan ng pag-regulate ng access sa genetic code. Pinapadali at kinokontrol din nito ang DNA supercoiling upang mapahusay ang pagtitiklop at transkripsyon ng DNA. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng positibo at negatibong supercoiling ng DNA ay na sa panahon ng positibong supercoiling ng DNA, ang DNA strand ay overwound kumpara sa nakakarelaks na estado, habang sa panahon ng negatibong supercoiling ng DNA, ang DNA strand ay nasa ilalim ng sugat kumpara sa nakakarelaks na estado. Ang parehong mga supercoiling na proseso ng isang naibigay na strand ay pinapaliwanag ng isang mathematical formula. Ang parehong mga proseso ay inihambing sa isang reference na estado na kilala bilang ang relaxed state ng DNA o relaxed B form ng DNA.
