¿Por qué los ADN plasmídicos circulares covalentemente cerrados se encuentran naturalmente en un estado subenrollado?
¿Es porque esto facilita que la maquinaria de replicación del ADN acceda y desenrolle el ADN? ¿O es porque el estado subenrollado es energéticamente más favorable que un estado sobreenrollado?
El ADN no siempre está superenrollado negativamente de forma natural. Es importante tener en cuenta que diferentes regiones de ADN limitado topológicamente pueden tener diferentes valores de superenrollamiento. Por ejemplo, la acción de desenrollar el ADN para la transcripción o la replicación introduce superenrollamientos positivos delante de la polimerasa y superenrollamientos negativos detrás.
Además, el superenrollamiento está presente en el ADN normalmente. El superenrollamiento es el resultado de más o menos torsión en una hélice de ADN, que es más estable cuando tiene ~10,5 pb/vuelta (para B-ADN). El superenrollamiento permite que el ADN enrollado por debajo o por encima vuelva a su torsión más estable. El superenrollamiento negativo es el resultado del ADN subenrollado. El ADN subenrollado no es favorable desde el punto de vista termodinámico y, de hecho, reducirá el punto de fusión del ADN (el punto en el que se produce la separación de las cadenas). Esto se puede compensar introduciendo supercoils, pero también es importante para procesos como la transcripción, que requieren ssDNA. Los superenrollamientos negativos y el ssDNA se pueden considerar intercambiables. Los superenrollamientos negativos también se utilizan para empaquetar el ADN alrededor de las histonas en eucariotas y arqueas. Por otra parte, el superenrollamiento positivo es el resultado del ADN sobreenrollado (que tampoco es termodinámicamente favorable) y aumentará el punto de fusión del ADN. El superenrollamiento positivo a menudo se encuentra en termófilos que viven a temperaturas más altas y necesitan evitar que su ADN se derrita en exceso. También se ha sugerido que el superenrollamiento positivo puede desempeñar un papel en la regulación de la expresión génica (al inhibir la fusión del promotor). A los organismos les gusta mantener una cantidad aproximadamente constante de superenrollamiento en su ADN por las razones anteriores; esto se denomina densidad superhelicoidal y es característica de diferentes clases de organismos. También se ha sugerido que el superenrollamiento positivo puede desempeñar un papel en la regulación de la expresión génica (al inhibir la fusión del promotor). A los organismos les gusta mantener una cantidad aproximadamente constante de superenrollamiento en su ADN por las razones anteriores; esto se denomina densidad superhelicoidal y es característica de diferentes clases de organismos. También se ha sugerido que el superenrollamiento positivo puede desempeñar un papel en la regulación de la expresión génica (al inhibir la fusión del promotor). A los organismos les gusta mantener una cantidad aproximadamente constante de superenrollamiento en su ADN por las razones anteriores; esto se denomina densidad superhelicoidal y es característica de diferentes clases de organismos.