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不寻常的DNA形式

25 Nov 2016

生物物理学家Doping博士介绍了RNA的双螺旋,非规范形式的DNA及其形成条件。 A型双螺旋的生物学意义是什么? 在XX世纪70-80年间发现了什么是非规范形式的DNA? 在什么条件下形成异常的DNA结构?

当沃森和克里克发现DNA的结构时,它不仅仅是DNA的抽象结构,而是某些形式的DNA的结构。 这种形式称为B型DNA。 到Rosalind Franklin表明,当使用DNA纤维的X射线散射研究时,X射线自由基取决于相对湿度,在该相对湿度下,纤维与水的饱和度发生实验。 如果纤维被水充分饱和,即在高湿度下,则存在一种X射线,这种结构被称为B型。 当它干燥时,有一个完全不同的X射线,它是非常不同的,我们必须清楚另一种形式的DNA,它被称为A形形式。

维生素B12(氰钴胺注射液) -是DNA合成非常必要的。

自然地,Watson和Crick对结构感兴趣的是B型DNA,很明显,对应于高湿度的形式,即使我们更接近DNA在溶液中和在笼子中的状态应该有很大的生物学意义,A型可能不那么重要。 因此,Watson和Crick的双螺旋 - B型DNA的结构。 在用X射线分析工作后不久,通过X射线散射测定结构和A型DNA。

很快就很清楚,A型DNA也具有很大的生物学意义。 发现产生RNA分子并在环境湿度下在溶液中的双螺旋是A型的,而不是B型的。 这是因为RNA与DNA不同,糖是DNA和RNA结构中的化学元素 - 核苷酸。 核苷酸由磷酸盐,糖和含氮碱基组成。 在任一情况下,糖稍有不同:其在特定位置处具有仅为氢的DNA,且在RNA-OH羟基中。 因此,RNA称为核糖核酸,RNA从这里减少。

DNA-脱氧核糖核酸是,即它“脱氧”,缺乏氧。 而这种差异是一个单原子是一个非常严重的结构差异,因为RNA的羟基在任何情况下都不能采取B型,但是A型需要很大。 因此,A型,打开原始的DNA,是总是有双螺旋RNA的形式。 这是重要的,因为尽管活细胞中的双链RNA是罕见的(但是发生),但即使存在单链RNA,其在空间中形成非常复杂的结构。 特别地,它包括螺柱,并且远程短段形成双螺旋。 所有这些RNA结构都是A型。

所以,我们有一个B形,它有A形式。 还有其他形式的DNA吗? 这个问题是非常重要的,因为关于DNA结构的一切,我们需要知道,因为它是最重要的分子野生动物。 在上世纪70年代后期 - 上世纪80年代,几个建筑物开业。 可能更多的结构将不会被打开,因为自从新的结构还没有打开,或许我们现在知道所有可能的DNA结构。 他们不是那么多。

第一个结构,产生了很多的噪音,是所谓的Z形式。 它由教授亚历山大·里奇和他的同事在麻省理工学院于1979年开放。令作者,所有科学,甚至非科学的公众惊讶的是,一些短的DNA具有特定的碱基序列 - 他们研究了六核苷酸d(CG)3,因此,它是自互补的并因此形成双螺旋 - 当他们通过X射线分析学会了该小片DNA的结构时,看起来这是绝对的不是沃森和克里克预测的。 沃森和克里克,这是正确的螺旋,她有一个明确的右旋,它是左旋,左手反对手性,说。 这是一个完全惊喜和震惊。 但这是真的,事实证明,这种交替的C和G的序列可以在某些情况下形成这样的螺旋。

Z形已经成为DNA最重要的构建基块之一,所有参与分子生物学的人都应该知道。

A形式和B形式我们称之为规范。 它们的特性是可以采用这种结构的任何碱基序列。 也就是说,当自然界参与需要以DNA序列形式编写的新蛋白质或新结构的设计时,它不必关心这些序列是否满足一些附加条件,这将允许形成,说,床和形式的DNA。 任何序列形成B型DNA,任何序列形式为A型RNA。 它们在稳定性上可能略有不同,但在正常条件下它们足够稳定,一切都很好。

我们所说的所有不寻常的结构,受特定序列的限制。 在Z形的情况下,正好是任选的序列,但是类型CG-CG-CG。

第二个不寻常的结构 - 所谓的十字形,或十字架。 这个序列是序列移位器或回文,它们从左到右和从右到左读取相同的序列。 如果我们在上面的电路上读,序列必须是相同的,因为我们读取链的底部相同的部分。 俄语是众所周知的。 我喜欢,例如,一个移位器,“不是我父亲的STI基因”。 你从左到右或从右到左阅读文本,你会得到相同的,如果你肯定不注意的话之间的空格。

这样的序列称为回文DNA序列,它们能够形成杂交。 也就是说,双螺旋可以转化为十字形结构中的两个螺柱。 这是第二个不寻常的结构,其存在被证明。

第三种结构与三螺旋的形成有关。 当双螺旋DNA连接第三链时,DNA可以是三螺旋。 如果双螺旋,我们知道是沃森 - 克里克对,第三链形成所谓的hugstinov夫妇。 发现具有这种结构元件可以由DNA双螺旋的三螺旋形成。 DNA的双螺旋可能变得如此狡猾以形成双螺旋半部分,其形成新的结构 - 它保持双螺旋的形式 - 并且第二半被释放,并且一个形成三重螺旋,并且其他不以单链部分的形式构建。 这种结构称为H型DNA,并且显示其也可以形成。

在什么条件下可以这些不寻常的结构? 与B型DNA相比,它们都不稳定。 如果我们谈论具有特定末端的线性DNA,即它们是末端,则所有这些形式在正常条件下是不稳定的。 但是当它具有所谓的超螺旋时,通常存在呈拓扑环电压形式的DNA。 并且结构和Z形和十字形,H形和真正形成在这些条件下。 这通过实验清楚地表明,它被证明,在那里没有差异。

我没有告诉另一个有趣的结构,当四螺旋形成时,这是非常重要的。 然而,这种结构只形成在只有鸟类,四个G,他们形成所谓的G四极杆 - 是四个鸟的舞蹈的情况下。

也就是说,也许这四种结构--Z形,十字形,H形和G-四联体 - 排气基本的非规范DNA结构。 一个有趣的问题:他们和他们每个人在正常和疾病中如何使用它们在生物技术的各种应用中的作用?


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