As topoisomerases (tipo I: EC 5.99.1.2, e tipo II: EC 5.99.1.3) son encimas que regulan o enrolamento do ADN. As topoisomerases teñen que superar o problema que representa a natureza entrelazada da estrutura de dobre hélice do ADN. Por exemplo, durante a replicación do ADN, o ADN queda sobreenrolado por diante da forquita de replicación. Se a tensión que produce non se reduce, chegaría finalmente a facer que se tivese que parar a replicación do ADN. Algo similar ocorre durante a transcrición.
Para superar este tipo de problemas topolóxicos causados pola dobre hélice, as topoisomerases únense a unha das cadeas do ADN ou ás dúas e cortan o esqueleto pentosa-fosfato do ADN dunha das cadeas ou de ambas e volven a unilo. Esta rotura das cadeas permite que o ADN sexa desenredado ou desenrolado, e, ao final do proceso, o esqueleto pentosa-fosfato do ADN volve a selarse de novo. Como a composición química global e a conectividade do ADN non cambia, os ADNs enredados ou desenredados son isómeros químicos, que difiren só na súa topoloxía global, e de aí vén o nome dos encimas. Por tanto, as topoisomerases son encimas isomerases que actúan sobre a topoloxía do ADN.[1]