¿Cómo funciona la superenrollamiento de ADN?

El superenrollamiento de ADN es importante para el empaquetamiento de ADN dentro de todas las células. Debido a que la longitud del ADN puede ser miles de veces mayor que la de una célula, empaquetar este material genético en la célula o el núcleo (en eucariotas) es una hazaña difícil. El superenrollamiento de ADN reduce el espacio y permite que se empaquete mucho más ADN. En los procariotas, predominan las superenrollamientos plectonemicos, debido al cromosoma circular y la cantidad relativamente pequeña de material genético. En eucariotas, el superenrollamiento de ADN existe en muchos niveles de superenrollamientos tanto plectonemicos como solenoidales, siendo el superenrollamiento solenoidal el más efectivo para compactar el ADN. El superenrollamiento solenoidal se logra con histonas para formar una fibra de 10 nm. Esta fibra se enrolla aún más en una fibra de 30 nm, y se enrolla sobre sí misma muchas veces más.
El empaquetamiento del ADN aumenta considerablemente durante los eventos de división nuclear como la mitosis o la meiosis, donde el ADN debe compactarse y segregarse a las células hijas. Las condensinas y las cohesinas son proteínas de mantenimiento estructural de cromosomas que ayudan a la condensación de las cromátidas hermanas y al enlace del centrómero en las cromátidas hermanas. Estas proteínas SMC inducen superenrollamientos positivos.
El superenrollamiento también se requiere para la síntesis de ADN / ARN. Debido a que el ADN debe desenrollarse para la acción de la ADN / ARN polimerasa, se producirán superenrollamientos. La región por delante del complejo de polimerasa se desenrollará; Este estrés se compensa con superenrollamientos positivos delante del complejo. Detrás del complejo, el ADN se rebobina y habrá superenrollamientos negativos compensatorios . Es importante tener en cuenta que las topoisomerasas como la ADN girasa (Topoisomerasa tipo II) desempeñan un papel en el alivio de parte del estrés durante la síntesis de ADN / ARN