¿Cuál es la diferencia entre el superenrollamiento positivo y negativo del ADN?

Que diferencia principal entre el superenrollamiento positivo y negativo del ADN es que durante el superenrollamiento positivo del ADN en comparación con el estado relajado, la cadena de ADN se supera, mientras que durante el superenrollamiento negativo del ADN en comparación con el estado relajado, la cadena de ADN se subenrolla.

El superenrollamiento del ADN es la cantidad de torsión en una cadena de ADN (superada o subcomprimida) y determina la cantidad de estiramiento de la cadena. Las topoisomerasas son las enzimas que facilitan y regulan el superenrollamiento del ADN para mejorar la replicación y la transcripción del ADN. Están presentes en todas las células, incluidas las bacterias y los humanos. El superenrollamiento del ADN es importante para muchos procesos celulares, como la compactación del ADN y la expresión génica, al regular el acceso al código genético. Hay dos tipos de superenrollamiento de ADN como superenrollamiento positivo y superenrollamiento negativo.

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CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia clave
2. ¿Qué es el superenrollamiento positivo del ADN?
3. ¿Qué es el superenrollamiento negativo del ADN?
4. Similitudes: superenrollamiento positivo y negativo del ADN
5. Superenrollamiento positivo frente a negativo del ADN en forma tabular
6. Resumen: superenrollamiento positivo frente a negativo del ADN

¿Qué es el superenrollamiento positivo del ADN?

El superenrollamiento positivo del ADN es un proceso en el que la hebra de ADN se supera en comparación con el estado relajado. Esto ocurre cuando la conformación de doble hélice del ADN (diestro) se retuerce más (superada en un modo diestro) hasta que la estructura helicoidal se distorsiona y evoluciona en un plano de "nudos".

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Figura 01: Superenrollamiento de ADN

Las ecuaciones matemáticas ilustran el superenrollamiento positivo del ADN. El ADN no se superenrolla positivamente durante los estados normales, sino que solo ocurre durante los procesos celulares, como para facilitar la mitosis, donde los ADN hermanos duplicados se separan durante la interfase en el desarrollo y mantenimiento de los dominios topológicamente asociados en las células hijas. Estos dominios son TAD. Además, durante el ensamblaje de los cromosomas mitóticos, se ha demostrado que la condensina induce un superenrollamiento positivo del ADN. La condensación es un gran complejo proteico que juega un papel importante en el ensamblaje de los cromosomas mitóticos e induce un superenrollamiento positivo de una manera dependiente de la hidrólisis de ATP.

¿Qué es el superenrollamiento negativo del ADN?

El superenrollamiento negativo del ADN es un proceso en el que la hebra de ADN está enrollada en comparación con el estado relajado. Esto ocurre cuando la conformación de doble hélice del ADN (levógira) se gira ligeramente (subenrollada en un modo zurdo) hasta que la estructura helicoidal se vuelve más relajada que la forma B relajada normal del ADN. Facilita la replicación y transcripción del ADN por enzimas topoisomerasas.

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Figura 02: Superenrollamiento negativo de ADN

El superenrollamiento del ADN crea dos tipos de estructuras llamadas plectonemas o toroides. A veces también puede ser una combinación de ambos. Durante el superenrollamiento negativo del ADN, la molécula de ADN produce una hélice derecha de dos vueltas con bucles terminales (el plectonema) o una hélice izquierda de una sola vuelta (el toroide). Los plectonemas son más comunes en la naturaleza, particularmente en las bacterias.

¿Cuáles son las similitudes entre el superenrollamiento positivo y negativo del ADN?

• El superenrollamiento positivo y negativo del ADN está presente en todos los organismos (desde bacterias hasta humanos)
• Ambos procesos cambian la forma de la hebra de ADN.
• Afectan la estructura de doble hélice del ADN.
• Además, ambos mecanismos son importantes para facilitar muchas funciones celulares.
• Las enzimas controlan el superenrollamiento positivo y negativo del ADN.

¿Cuál es la diferencia entre el superenrollamiento positivo y negativo del ADN?

La principal diferencia entre el superenrollamiento de ADN positivo y negativo es que la hebra de ADN se supera durante el superenrollamiento de ADN positivo en comparación con el estado relajado, mientras que la hebra de ADN se subenrolla durante el superenrollamiento de ADN negativo en comparación con el estado relajado. El ADN de la mayoría de los organismos normalmente está superenrollado negativamente. El superenrollamiento positivo solo ocurre durante ciertas funciones celulares. Además, el ADN está superenrollado positivamente hacia la derecha, mientras que el ADN está superenrollado negativamente hacia la izquierda.

La siguiente infografía muestra las diferencias entre el superenrollamiento positivo y negativo del ADN en forma tabular para una comparación directa..

Resumen: superenrollamiento positivo frente a negativo del ADN

El superenrollamiento del ADN es importante en muchos procesos celulares como B. Compactación del ADN y expresión génica mediante la regulación del acceso al código genético. También facilita y regula el superenrollamiento del ADN para mejorar la replicación y transcripción del ADN. La diferencia clave entre el superenrollamiento de ADN positivo y negativo es que cuando el ADN está superenrollado positivamente, la hebra de ADN se supera en comparación con el estado relajado, mientras que cuando el ADN está superenrollado negativamente, la hebra de ADN está subenrollada en comparación con el estado relajado. Ambos procesos de superenrollamiento de un hilo dado se resuelven mediante una fórmula matemática. Ambos procesos se comparan con un estado de referencia conocido como estado relajado del ADN o ADN en forma B relajado.

Relación:

1. Alba, Tyto, et al. "¿Qué es el superenrollamiento positivo y negativo?" Biology Stack Exchange.
2. Witz, Guillaume y Andrzej Stasiak. "Superenrollamiento de ADN y su papel en la decatenación y desanudación del ADN". Investigación de ácidos nucleicos, Oxford University Press.

Imagen de cortesía:

1. "Subhash Nucleoid 06" Por Subhash C Verma, Zhong Qian, Sankar L Adhya - doi:10.1371/journal.pgen.1008456 Verma SC, Qian Z, Adhya SL (2019) Arquitectura del nucleoide de Escherichia coli. PLoS Genet 15(12): e1008456. (CC POR 4.0) a través de Commons Wikimedia
2. "Subhash Nucleoid 05" Por Subhash C Verma, Zhong Qian, Sankar L Adhya - doi:10.1371/journal.pgen.1008456 Verma SC, Qian Z, Adhya SL (2019) Arquitectura del nucleoide de Escherichia coli. PLoS Genet 15(12): e1008456. (CC POR 4.0) a través de Commons Wikimedia