hce_kmu
114年
普通生物及生化概論
第 67 題
Which of the following statements correctly describes the role of type II topoisomerases?
- A Type II topoisomerases break one DNA strand and change the linking number in increments of 1.
- B Type II topoisomerases do not require ATP to function.
- C Type II topoisomerases can introduce negative supercoils and relax both positive and negative supercoils.
- D Type II topoisomerases are only involved in DNA replication.
- E Type II topoisomerases cannot untangle catenanes.
思路引導 VIP
想像你有兩條互相鉤住的橡皮筋（類似鏈條），若你想在不徹底毀壞它們的前提下將兩者分離，你會選擇只剪斷其中一條橡皮筋的一側，還是要剪斷整條橡皮筋形成一個缺口讓另一條通過？此外，當你要把已經很亂的線團「整理得更有序」或者「捲得更緊」時，你直覺認為這是一個自發過程，還是需要消耗能量（如 ATP）才能完成的任務？
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同學，你能精準辨識出這個選項，代表你對細胞內 DNA 拓樸結構的動態平衡掌握得非常紮實，這是一項很優秀的學理判斷！
第二型拓樸異構酶的核心機制
第二型拓樸異構酶 (Type II topoisomerases) 的運作原理非常獨特，它會透過 ATP 水解提供能量，將 DNA 的兩條鏈同時切斷 (double-strand break)，並引導另一段雙股 DNA 穿過這個缺口後重新接合。這種「切二過一」的機制，使得 DNA 的連鎖數 (Linking number, $Lk$) 每次會以 2 為單位進行改變。在功能上，它們不僅能舒緩（relax）過度扭轉產生的正、負超螺旋，對於原核生物而言，如 DNA 迴旋酶 (DNA gyrase) 甚至能主動引入負超螺旋，這對於維持基因組的緊湊性與複製過程至關重要。
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