Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Структура А-ДНК.

А-ДНК - одна из возможных двойных спиральных структур, которые может принимать ДНК . Считается, что A-ДНК является одной из трех биологически активных двойных спиральных структур наряду с B-ДНК и Z-ДНК . Это правая двойная спираль, довольно похожая на более распространенную форму B-ДНК, но с более короткой и компактной спиральной структурой, пары оснований которой не перпендикулярны оси спирали, как в B-ДНК. Его обнаружила Розалинд Франклин , которая также назвала формы A и B. Она показала, что ДНК превращается в форму А в условиях дегидратации. Такие условия обычно используются для образования кристаллов, и многие кристаллические структуры ДНК имеют форму A. [1] Такая же спиральная конформация встречается в двухцепочечных РНК и в гибридных двойных спиралях ДНК-РНК.

Структура [ править ]

A-ДНК довольно похожа на B-ДНК, учитывая, что это правая двойная спираль с большими и малыми бороздками. Однако, как показано в сравнительной таблице ниже, наблюдается небольшое увеличение количества пар оснований (bp) на оборот (что приводит к меньшему углу закрутки) и меньшее увеличение на пару оснований (делая A-ДНК 20-25% короче, чем B-ДНК). Большая бороздка А-ДНК глубокая и узкая, а малая бороздка широкая и неглубокая. A-ДНК более широкая и, по-видимому, более сжатая по своей оси, чем B-ДНК. [2]

Сравнительная геометрия наиболее распространенных форм ДНК [ править ]

Вид сбоку и сверху на конформации A-, B- и Z-ДНК.
Желтые точки представляют положение спиральной оси A-, B- и Z-ДНК по отношению к паре оснований гуанин-цитозин.
Атрибут геометрии:ФормаB-формаZ-форма
Чувство спиралиправшаправшалевша
Повторяющийся блок1 п.н.1 п.н.2 п.н.
Вращение / уд.32,7 °34,3 °60 ° / 2
Среднее б.п. / оборот111012
Наклон н.п. к оси+ 19 °−1,2 °−9 °
Подъем / уд. По оси2,6 Å (0,26 нм)3,4 Å (0,34 нм)3,7 Å (0,37 нм)
Подъем / поворот спирали28,6 Å (2,86 нм)35,7 Å (3,57 нм)45,6 Å (4,56 нм)
Средняя крутка пропеллера+ 18 °+ 16 °0 °
Гликозильный уголантиантипиримидин: анти,
пурин: син
Расстояние между нуклеотидным фосфатом и фосфатом5,9 Å7,0 ÅC: 5,7 Å,
G: 6,1 Å
Сахарная морщинкаC3'-эндоC2'-эндоC: C2'-эндо,
G: C3'-эндо
Диаметр23 Å (2,3 нм)20 Å (2,0 нм)18 Å (1,8 нм)

Биологическая функция [ править ]

Обезвоживание ДНК переводит ее в форму А, и это, по-видимому, защищает ДНК в таких условиях, как экстремальное обезвоживание бактерий. [3] Связывание с белками также может удалять растворитель с ДНК и преобразовывать его в форму А, что подтверждается структурой нескольких гипертермофильных архейных вирусов, включая палочковидные рудивирусы SIRV2 [4] и SSRV1 [5], обволакивающие нитчатые липотриксвирусы AFV1. , [6] SFV1 [7] и SIFV , [5] тристромавирус PFV2 [8], а также икосаэдрический портоглобовирус SPV1. [9] Считается, что ДНК А-формы является одной из адаптаций гипертермофильных вирусов архей к суровым условиям окружающей среды, в которых эти вирусы процветают.

Было высказано предположение, что двигатели, которые упаковывают двухцепочечную ДНК в бактериофагах, используют тот факт, что A-ДНК короче, чем B-ДНК, и что конформационные изменения в самой ДНК являются источником больших сил, генерируемых этими двигателями. [10] Экспериментальное доказательство того, что A-ДНК является промежуточным звеном в упаковке вирусного биомотора, получено в результате измерений резонансного переноса энергии по Фёрстеру с двойным красителем, показывающим, что B-ДНК укорачивается на 24% в остановившемся промежуточном продукте A-формы. [11] [12] В этой модели гидролиз АТФ используется для управления конформационными изменениями белков, которые альтернативно дегидратируют и регидратируют ДНК, а цикл укорочения / удлинения ДНК связан с циклом захвата / высвобождения белок-ДНК для создания поступательного движения, которое перемещает ДНК в капсид. .

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Розалинд, Франклин (1953). "Структура тимонуклеатных волокон натрия. I. Влияние содержания воды" (PDF) . Acta Crystallographica . 6 (8): 673–677. DOI : 10.1107 / s0365110x53001939 .
  2. ^ Дикерсон, Ричард Э. (1992). ДНК - структуры от А до Z . Методы в энзимологии . 211 . С.  67–111 . DOI : 10.1016 / 0076-6879 (92) 11007-6 . ISBN 9780121821128. PMID  1406328 - через Elsevier Science Direct.
  3. ^ Уилан Д. Р. и др. (2014). «Обнаружение массового и обратимого конформационного перехода B- в A-ДНК у прокариот в ответ на высыхание» . Интерфейс JR Soc . 11 (97): 20140454. DOI : 10.1098 / rsif.2014.0454 . PMC 4208382 . PMID 24898023 .  
  4. ^ Ди Майо Ф, Эгельман Э. Х. и др. (2015). «Вирус, поражающий гипертермофил, инкапсидирует ДНК А-формы» . Наука . 348 (6237): 914–917. Bibcode : 2015Sci ... 348..914D . DOI : 10.1126 / science.aaa4181 . PMC 5512286 . PMID 25999507 .  
  5. ^ a b Wang, F; Бакеро, Д.П .; Beltran, LC; Вс, З; Осинский, Т; Чжэн, Вт; Прангишвили, Д; Крупович, М; Эгельман, EH (5 августа 2020 г.). «Структуры нитчатых вирусов, инфицирующих гипертермофильные археи, объясняют стабилизацию ДНК в экстремальных условиях» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 117 (33): 19643–19652. DOI : 10.1073 / pnas.2011125117 . PMC 7443925 . PMID 32759221 .  
  6. ^ Кассон, P; DiMaio, F; Yu, X; Lucas-Staat, S; Крупович, М; Schouten, S; Прангишвили, Д; Эгельман, EH (2017). «Модель новой мембранной оболочки нитчатого гипертермофильного вируса» . eLife . 6 : e26268. DOI : 10.7554 / eLife.26268 . PMC 5517147 . PMID 28639939 .  
  7. ^ Лю, Y; Осинский, Т; Ванга, Ф; Крупович, М; Schouten, S; Kasson, P; Прангишвили, Д; Эгельман, EH (2018). «Структурная консервация в оболочечном нитчатом вирусе, заражающем гипертермофильный ацидофил» . Nature Communications . 9 (1): 3360. Bibcode : 2018NatCo ... 9.3360L . DOI : 10.1038 / s41467-018-05684-6 . PMC 6105669 . PMID 30135568 .  
  8. ^ Ван, Ф; Бакеро, Д.П .; Вс, З; Осинский, Т; Прангишвили, Д; Egelman, EH; Крупович, М (2020). «Структура нитевидного вируса раскрывает семейные связи в виросфере архей» . Эволюция вирусов . 6 (1): veaa023. DOI : 10,1093 / ве / veaa023 . PMC 7189273 . PMID 32368353 .  
  9. ^ Ван, Ф; Лю, Y; Вс, З; Осинский, Т; де Оливейра, GAP; Конвей, Дж. Ф.; Schouten, S; Крупович, М; Прангишвили, Д; Эгельман, EH (2019). «Упаковка для ДНК А-формы в икосаэдрическом вирусе» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 116 (45): 22591–22597. DOI : 10.1073 / pnas.1908242116 . PMC 6842630 . PMID 31636205 .  
  10. Перейти ↑ Harvey, SC (2015). «Гипотеза червяка: переходы между A-ДНК и B-ДНК обеспечивают движущую силу для упаковки генома в двухцепочечных ДНК бактериофагах» . Журнал структурной биологии . 189 (1): 1–8. DOI : 10.1016 / j.jsb.2014.11.012 . PMC 4357361 . PMID 25486612 .  
  11. ^ Oram, M (2008). «Модуляция реакции упаковки t4-терминазы бактериофага структурой ДНК» . J Mol Biol . 381 (1): 61–72. DOI : 10.1016 / j.jmb.2008.05.074 . PMC 2528301 . PMID 18586272 .  
  12. Перейти ↑ Ray, K (2010). «Хруст ДНК вирусным двигателем упаковки: сжатие прокапсид-портального остановленного субстрата Y-ДНК» . Вирусология . 398 (2): 224–232. DOI : 10.1016 / j.virol.2009.11.047 . PMC 2824061 . PMID 20060554 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Корнелл Сравнение структур ДНК
  • Номенклатура нуклеиновых кислот