MedicalStudent.ro

La nivelul nucleului fiecarei celule eucariote actioneaza o serie de enzime cu rol important în mentinerea integritatii informationale a materialului genetic (factori de reparare), cu rol în diviziunea celulara si transmiterea informatiei genetice la celulele fiice. Numarul de cromozomi în cazul organismelor superioare cu celule eucariote variaza de la o specie la alta. Datele cu privire la lungimea ADN din nucleul unor astfel de celule indica în cazul mamiferelor de exemplu, o lungime de cca. 2 m. (adica 5.5 * 109 perechi de baze – bp) (A. L. Lehninger, Biochimie vol II p.246).

Topoizomerazele au fost descoperite la începutul anilor ’70. Ele au fost împartite în mai multe clase în functie de modul lor de actiune, însa doar doua se pare ca se gasesc la nivelul celulei mamiferelor. Clasa I de enzime au capacitatea de a scinda si a reuni la loc unul din cele doua lanturi ADN, permitând fie trecerea lanturilor unul prin altul, asa cum se întâmpla în cadrul clasei IA, fie permit rotirea libera a lantului scindat, în jurul celuilalt lant intact, astfel actionând topoizomerazele din clasa IB. Clasa I de topoizomeraze poate înlatura supraspiralarea pozitiva (antiparalela) de la nivelul ADNului, care are ca scop mentinerea compacta a informatiei genetice. Clasa II de topizomeraze poate trece unul din cele doua segmente elicoidale, printr-o portiune de la nivelul celor doua segmente, într-o reactie ATP dependenta, deci consumatoare de energie, desfacând legaturile intercromozomiale. Una din subclasele acestor enzime poate introduce supraspiralarea negativa (paralela) la nivelul ADN.

Majoritatea celulelor exprima aceste clase de enzime pentru a regla accesul la informatia de la nivelul ADN-ului, dar si pentru a mentine compacta înformatia de la acest nivel. Mentinerea integritatii structurale a ADN si controlul accesului la informatie, este deosebit de important pentru pastrarea viabilitatii celulare. Astazi exista clase de compusi chimioterapeutici antibacterieni care actioneaza prin ”rapirea” mecanismelor de actiune ale topoizomerazelor, care au ca scop producerea unor segmente monoelicoidale sau chiar producerea de ”sparturi” la nivelul catenelor dubluelicoidale. De exemplu fluorochinolonele sunt un grup de chimioterapice antibacteriene care actioneaza prin inhibitia ADN girazei bacteriene (ADN topoizomeraza II), împiedicând astfel supraspiralizarea ADN bacterian. Asemanator actioneaza acidul nalidixic, blocând diviziunea celulara.

Cercetari recente indica faptul ca topoizomerazele din clasa I si II necesita prezenta ionului de Mg2+ pentru a putea actiona asupra ADN. De asemenea topoizomeraza bacteriana tip I este o posibila tinta înca neexploatata pentru diverse medicamente. În schimb asupra topoizomerazei tip II care se gaseste sub doua forme majore (E si F) se fac cercetari intense privind posibila actiune de inhibitie a unor derivati de purina. Exista pareri care afirma ca reactia de scindare a ADN aparuta în cadrul clasei II de topoizomeraze si mecanismul prin care unii compusi stabilizeaza complexul de clivare de la nivelul topoizomerazei tip II, ar putea sta la baza unor agenti citotoxici care ar putea fi folositi în tratamentul cancerului.

Clasa topoizomerazelor constituie înca o tinta fascinanta pentru conceperea unor medicamente atât cu propietati antibacteriene cât si cu actiune asupra celulelor canceroase.