Третичная структура нуклеиновой кислоты представляет собой трехмерную форму полимера нуклеиновой кислоты . [1] Молекулы РНК и ДНК способны выполнять разнообразные функции, от молекулярного распознавания до катализа . Такие функции требуют точной трехмерной третичной структуры . Хотя такие структуры разнообразны и кажутся сложными, они состоят из повторяющихся, легко узнаваемых мотивов третичной структуры, которые служат молекулярными строительными блоками. Некоторые из наиболее распространенных мотивов РНКи третичная структура ДНК описаны ниже, но эта информация основана на ограниченном количестве решенных структур. Многие другие третичные структурные мотивы будут выявлены по мере того, как будут структурно охарактеризованы новые молекулы РНК и ДНК.
Винтовые конструкции
Двойная спираль
Двойная спираль - это доминирующая третичная структура биологической ДНК, а также возможная структура для РНК. Считается, что в природе встречаются три конформации ДНК: A-ДНК , B-ДНК и Z-ДНК . Считается, что форма "B", описанная Джеймсом Д. Уотсоном и Фрэнсисом Криком , преобладает в клетках. [2] Джеймс Д. Уотсон и Фрэнсис Крик описали эту структуру как двойную спираль с радиусом 10 Å и шагом 34 Å , совершающую один полный оборот вокруг своей оси каждые 10 пар оснований последовательности. [3] Двойная спираль делает один полный оборот вокруг своей оси через каждые 10,4–10,5 пар оснований в растворе. Эта частота скручивания (известная как шаг спирали ) в значительной степени зависит от сил складывания, которые каждое основание оказывает на своих соседей в цепи. Двухспиральная РНК принимает конформацию, аналогичную структуре А-формы.
Возможны другие конформации; фактически, теперь доступны только буквы F, Q, U, V и Y для описания любой новой структуры ДНК, которая может появиться в будущем. [4] [5] Однако большинство этих форм были созданы синтетическим путем и не наблюдались в естественных биологических системах.
Триплексы с большой и малой бороздками
Тройка малой бороздки является повсеместным структурным мотивом РНК . Поскольку взаимодействия с малой бороздкой часто опосредуются 2'-OH рибозного сахара, этот мотив РНК сильно отличается от своего ДНК- эквивалента. Наиболее распространенным примером тройной малой бороздки является мотив A-minor или вставка аденозиновых оснований в малую бороздку (см. Выше). Однако этот мотив не ограничен аденозинами, так как другие азотистые основания также наблюдались для взаимодействия с малой бороздкой РНК.
Малая канавка представляет собой почти идеальное дополнение для вставной базы. Это обеспечивает оптимальные контакты Ван-дер-Ваальса , обширные водородные связи и захоронение гидрофобной поверхности, а также создает высокоэнергетически выгодное взаимодействие. [8] Поскольку тройки малых бороздок способны стабильно упаковывать свободную петлю и спираль, они являются ключевыми элементами в структуре больших рибонуклеотидов , включая интрон группы I [9], интрон группы II [10] и рибосому .
Хотя большая бороздка стандартной A-формы РНК довольно узкая и поэтому менее доступна для триплексного взаимодействия, чем малая бороздка, триплексные взаимодействия большой бороздки могут наблюдаться в нескольких структурах РНК. Эти структуры состоят из нескольких комбинаций пар оснований и взаимодействий Хугстина. Например, триплекс GGC (GGC амино (N-2) -N-7, иминокарбонил, карбониламино (N-4); Watson-Crick), наблюдаемый в рибосоме 50S , состоящей из GC типа Уотсона-Крика. пара и входящий G, который формирует псевдо-хугстиновскую сеть взаимодействий водородных связей между обоими основаниями, участвующими в каноническом спаривании. [11] Другие известные примеры триплексов с большими бороздками включают (i) каталитическое ядро интрона группы II, показанное на рисунке слева [6] (ii) каталитически важную тройную спираль, наблюдаемую в теломеразной РНК человека [7] (iii) рибопереключатель САМ-II [13] , и (IV) элемент для ядерного выражения (ПЭС), который действует в качестве стабилизации РНК элемента через образование тройной спирали с поли (а) хвост. [14] [15]
Трехцепочечная ДНК также возможна из Hoogsteen или обращенных Hoogsteen водородных связей в большой бороздке B-формы ДНК .
Квадруплексы
Помимо двойных спиралей и вышеупомянутых триплексов, РНК и ДНК могут также образовывать четверные спирали. Существуют разнообразные структуры квадруплексов оснований РНК. Четыре последовательных остатка гуанина могут образовывать квадруплекс в РНК за счет водородных связей Хугстина с образованием «кольца Хугстина» (см. Рисунок). [11] Пары GC и AU могут также образовывать базовый квадруплекс с комбинацией спаривания Уотсона-Крика и неканонического спаривания в малой бороздке . [16]
Ядро аптамера малахитового зеленого также представляет собой своего рода базовый квадруплекс с другим рисунком водородных связей (см. Рисунок). [12] Квадруплекс может повторяться несколько раз подряд, образуя чрезвычайно стабильную структуру.
Уникальная структура квадруплексных областей в РНК может выполнять различные функции в биологической системе. Две важные функции - это потенциал связывания с лигандами или белками и его способность стабилизировать всю третичную структуру ДНК или РНК. Сильная структура может ингибировать или модулировать транскрипцию и репликацию , например, в теломерах хромосом и UTR мРНК. [17] Идентичность основания важна для связывания лиганда. G-квартет обычно связывает одновалентные катионы, такие как калий, в то время как другие основания могут связывать множество других лигандов, таких как гипоксантин, в квадруплексе UUCU. [16]
Наряду с этими функциями G-квадруплекс в мРНК вокруг участков связывания рибосом может служить регулятором экспрессии генов у бактерий . [18] Возможно, существуют более интересные структуры и функции, которые еще предстоит открыть in vivo .
Коаксиальный стек
Коаксиальная укладка, также известная как спиральная укладка, является основным фактором, определяющим третичную структуру РНК более высокого порядка. Коаксиальный стэкинг происходит, когда два дуплекса РНК образуют непрерывную спираль, которая стабилизируется за счет стэкинга оснований на границе раздела двух спиралей. Коаксиальная укладка отмечена в кристаллической структуре tRNAPhe. [20] Совсем недавно коаксиальный стэкинг наблюдался в структурах более высокого порядка многих рибозимов , включая многие формы самосплайсинговых интронов группы I и группы II . Общие мотивы коаксиального наложения включают взаимодействие петли поцелуя и псевдоузел . Стабильность этих взаимодействий можно предсказать, адаптировав «правила Тернера». [21]
В 1994 году Вальтер и Тернер определил свободные вклады энергии ближайших соседних штабелирования взаимодействий внутри интерфейса спираль-спирали с использованием модели системы , которая создала интерфейс спираль-спираль между короткой олигомера и четырех- нуклеотидной свеса на конце шпильки стебель . Их эксперименты подтвердили, что термодинамический вклад укладки оснований между двумя спиральными вторичными структурами близко имитирует термодинамику образования стандартного дуплекса (взаимодействия ближайших соседей предсказывают термодинамическую стабильность полученной спирали). Относительная стабильность взаимодействий ближайших соседей может использоваться для прогнозирования благоприятного коаксиального стэкинга на основе известной вторичной структуры. Уолтер и Тернер обнаружили, что в среднем предсказание структуры РНК улучшилось с 67% до 74% точности, когда были включены вклады коаксиального стека. [22]
Наиболее хорошо изученные третичные структуры РНК содержат примеры коаксиального стэкинга. Некоторыми яркими примерами являются тРНК-Phe, интроны группы I, интроны группы II и рибосомные РНК. Кристаллические структуры тРНК выявили наличие двух протяженных спиралей, которые являются результатом коаксиального стэкинга акцепторного стержня аминокислоты с Т-плечом и стэкинга D- и антикодонного плеч. Эти взаимодействия внутри тРНК ориентируют ножку антикодона перпендикулярно аминокислотной ножке, что приводит к функциональной L-образной третичной структуре. [20] Было показано, что в интронах группы I спирали P4 и P6 коаксиально укладываются в стопку с использованием комбинации биохимических [23] и кристаллографических методов. Кристаллическая структура P456 предоставила подробное представление о том, как коаксиальная укладка стабилизирует упаковку спиралей РНК в третичные структуры. [24] В интроне группы II самосплайсинга из Oceanobacillus iheyensis стебли IA и IB коаксиально штабелируются и вносят вклад в относительную ориентацию составляющих спиралей пятистороннего соединения. [6] Эта ориентация способствует правильному сворачиванию активного сайта функционального рибозима. Рибосома содержит множество примеров коаксиального стэкинга, включая стэкированные сегменты длиной до 70 п.н. [25]
Два распространенных мотива, использующих коаксиальную укладку, - это петли для поцелуев и псевдоузлы. При взаимодействии целующейся петли области одноцепочечной петли двух шпилек взаимодействуют посредством спаривания оснований, образуя составную, коаксиально уложенную спиралью. Примечательно, что эта структура позволяет всем нуклеотидам в каждой петле участвовать во взаимодействиях спаривания оснований и стэкинга. Этот мотив был визуализирован и изучен с помощью ЯМР-анализа Ли и Кротерс. [26] Мотив псевдоузла возникает, когда одноцепочечный участок петли шпильки спаривается с последовательностью, расположенной выше или ниже в одной цепи РНК. Две результирующие дуплексные области часто накладываются друг на друга, образуя стабильную коаксиально уложенную составную спираль. Одним из примеров мотива псевдоузла является высокостабильный рибозим вируса гепатита Дельта, в котором остов имеет общую топологию двойного псевдоузла. [27]
Эффект, подобный коаксиальному наложению, наблюдался в рационально разработанных структурах ДНК. Структуры ДНК-оригами содержат большое количество двойных спиралей с открытыми тупыми концами. Было обнаружено, что эти структуры слипались по краям, которые содержали эти открытые тупые концы, из-за гидрофобных взаимодействий при наложении стопки. [28]
Другие мотивы
Взаимодействие тетрапетля и рецептора
Взаимодействия тетрапетли и рецептора сочетают в себе спаривание оснований и взаимодействия стэкинга между петлевыми нуклеотидами мотива тетрапетли и рецепторным мотивом, расположенным в дуплексе РНК, создавая третичный контакт, который стабилизирует глобальную третичную складку молекулы РНК . Тетрапетли также являются возможными структурами в дуплексах ДНК. [30]
Стеблевые петли могут сильно различаться по размеру и последовательности, но тетрапетли из четырех нуклеотидов очень распространены и обычно относятся к одной из трех категорий в зависимости от последовательности. [31] Эти три семейства представляют собой тетрапетли CUYG, UNCG и GNRA (см. Рисунок справа) . [32] В каждом из этих семейств тетрапетлей второй и третий нуклеотиды образуют виток в цепи РНК, а пара оснований между первым и четвертым нуклеотидами стабилизирует структуру стержневой петли. В целом было определено, что стабильность тетрапетли зависит от состава оснований внутри петли и от состава этой «замыкающей пары оснований». [33] Семейство тетрапетлей GNRA чаще всего наблюдается во взаимодействиях тетрапетля и рецептор. Кроме того, известно, что тетрапетли UMAC являются альтернативными версиями петель GNRA, оба имеют сходные опорные структуры; несмотря на сходство, они различаются возможными дальнодействующими взаимодействиями, на которые они способны. [34]
«Мотивы рецептора тетрапетли» представляют собой дальнодействующие третичные взаимодействия [35], состоящие из водородных связей между основаниями в тетрапетле и последовательностями стволовой петли в дистальных участках вторичной структуры РНК. [36] Помимо водородных связей, стэкинг-взаимодействия являются важным компонентом этих третичных взаимодействий. Например, во взаимодействиях GNRA-тетрапетля второй нуклеотид тетрапетли укладывается непосредственно на мотив A-платформы (см. Выше) внутри рецептора. [24] Последовательность тетрапетли и его рецептора часто коварифицируется, так что один и тот же тип третичного контакта может быть установлен с разными изоформами тетрапетли и его родственного рецептора. [37]
Например, интрон группы I самосплайсинга зависит от мотивов рецептора тетрапетли для своей структуры и функции. [24] [36] В частности, три остатка аденина канонического мотива GAAA складываются на вершине спирали рецептора и образуют множественные стабилизирующие водородные связи с рецептором. Первый аденин последовательности GAAA образует тройную пару оснований с основаниями AU рецептора. Второй аденин стабилизируется водородными связями с тем же уридином, а также через его 2'-OH с рецептором и через взаимодействия с гуанином тетрапетли GAAA. Третий аденин образует тройную пару оснований.
Мотив ля минор
Мотив A-минор является повсеместным мотивом третичной структуры РНК . Он образуется путем вставки неспаренного нуклеозида в малую бороздку дуплекса РНК. Таким образом, это пример тройной малой канавки . Хотя гуанозин, цитозин и уридин также могут образовывать тройные взаимодействия малых бороздок, взаимодействия аденина с малыми бороздками очень распространены. В случае аденина край N1-C2-N3 вставленного основания образует водородные связи с одним или обоими 2'-OH дуплекса, а также с основаниями дуплекса (см. Рисунок: A-минорные взаимодействия ). Дуплекс хоста часто является базовой парой GC.
A-минорные мотивы были разделены на четыре класса, [8] типы от 0 до III, на основании положения вставляющего основания относительно двух 2'-OH пары оснований Уотсона-Крика . В минорных мотивах A типов I и II, N3 аденина вставлен глубоко в малую бороздку дуплекса (см. Рисунок: A второстепенные взаимодействия - взаимодействие типа II), и существует хорошая комплементарность формы с парой оснований. В отличие от типов 0 и III, взаимодействия типов I и II специфичны для аденина из-за взаимодействий водородных связей. При взаимодействии типа III как O2 ', так и N3 вставляющей основы менее тесно связаны с малой бороздкой дуплекса. Мотивы типа 0 и III более слабые и неспецифические, поскольку они опосредуются взаимодействиями с одним 2'-OH (см. Рисунок: A-минорные взаимодействия - взаимодействия типа 0 и типа III).
A-минорный мотив является одним из наиболее распространенных структурных мотивов РНК в рибосоме, где он способствует связыванию тРНК с субъединицей 23S. [39] Они чаще всего стабилизируют дуплексные взаимодействия РНК в петлях и спиралях, например, в ядре интронов группы II. [6]
Интересным примером A-minor является его роль в распознавании антикодонов . Рибосома должна различать правильные и неправильные пары кодон-антикодон. Частично это происходит за счет введения оснований аденина в малую бороздку. Неправильные пары кодон-антикодон будут иметь искаженную спиральную геометрию, что не позволит взаимодействию A-минор стабилизировать связывание и увеличит скорость диссоциации неправильной тРНК. [40]
Анализ A-минорных мотивов в 23S рибосомной РНК выявил иерархическую сеть структурных зависимостей, предположительно связанных с эволюцией рибосом и порядком событий, которые привели к развитию современной большой субъединицы бактерий. [41]
Сообщается, что A-минорный мотив и его новый подкласс, WC / H A-минорные взаимодействия, укрепляют другие третичные структуры РНК, такие как тройные спирали с большими бороздками, идентифицированные в элементах стабилизации РНК. [15] [42]
Застежка-молния из рибозы
Рибозная молния представляет собой третичный структурный элемент РНК, в котором две цепи РНК удерживаются вместе за счет взаимодействий водородных связей с участием 2'OH сахаров рибозы на разных цепях. 2'OH может вести себя как донор, так и акцептор водородных связей, что позволяет образовывать раздвоенные водородные связи с другим 2'OH. [43] [44]
Сообщалось о многочисленных формах рибозной застежки-молнии, но общий тип включает четыре водородные связи между 2'-ОН группами двух соседних сахаров. Застежки-молнии из рибозы обычно образуют массивы, которые стабилизируют взаимодействия между отдельными цепями РНК. [45] Рибозные молнии часто наблюдаются как взаимодействия стебля и петли с очень низкой специфичностью последовательности. Однако в малых и больших рибосомных субъединицах существует склонность к рибозным застежкам последовательности CC / AA - двум цитозинам на первой цепи, связанным с двумя аденинами на второй цепи.
Роль ионов металлов
Функциональные РНК часто представляют собой свернутые, стабильные молекулы трехмерной формы, а не гибкие линейные цепи. [47] Катионы необходимы для термодинамической стабилизации третичных структур РНК. Катионы металлов, связывающие РНК, могут быть одновалентными, двухвалентными или трехвалентными. Калий (K + ) - это обычный одновалентный ион, связывающий РНК. Обычным двухвалентным ионом, связывающим РНК, является магний (Mg 2+ ). Было обнаружено, что другие ионы, включая натрий (Na + ), кальций (Ca 2+ ) и марганец (Mn 2+ ), связывают РНК in vivo и in vitro . Многовалентные органические катионы, такие как спермидин или спермин, также обнаруживаются в клетках, и они вносят важный вклад в укладку РНК. Трехвалентные ионы, такие как гексамин кобальта, или ионы лантаноидов, такие как тербий (Tb 3+ ), являются полезными экспериментальными инструментами для изучения связывания металлов с РНК. [48] [49]
Ион металла может взаимодействовать с РНК множеством способов. Ион может диффузно связываться с основной цепью РНК, экранируя в противном случае неблагоприятные электростатические взаимодействия . Экранирование заряда часто осуществляется одновалентными ионами. Связанные с сайтом ионы стабилизируют определенные элементы третичной структуры РНК. Связанные с сайтом взаимодействия можно подразделить на две категории в зависимости от того, опосредует ли вода связывание металла. Взаимодействия «внешней сферы» опосредуются молекулами воды, окружающими ион металла. Например, гексагидрат магния взаимодействует с конкретными мотивами третичной структуры РНК и стабилизирует их посредством взаимодействия с гуанозином в большой бороздке. И наоборот, взаимодействия «внутренней сферы» напрямую опосредуются ионом металла. РНК часто складывается в несколько стадий, и эти стадии могут быть стабилизированы различными типами катионов. На ранних стадиях РНК образует вторичные структуры, стабилизированные за счет связывания одновалентных катионов, двухвалентных катионов и полианионных аминов с целью нейтрализации полианионного остова. Более поздние стадии этого процесса включают образование третичной структуры РНК, которая стабилизируется почти в основном за счет связывания двухвалентных ионов, таких как магний, с возможным вкладом связывания калия.
Сайты связывания металлов часто локализуются в глубокой и узкой большой бороздке дуплекса РНК, координируя с краями Хугстина пуринов . В частности, катионы металлов стабилизируют участки скручивания основной цепи, где плотная упаковка фосфатов приводит к образованию области плотного отрицательного заряда. В дуплексах РНК есть несколько мотивов связывания ионов металлов, которые были идентифицированы в кристаллических структурах. Например, в домене P4-P6 интрона группы I Tetrahymena thermophila несколько сайтов связывания ионов состоят из тандемных пар колебаний GU и несовпадений тандемных GA , в которых двухвалентные катионы взаимодействуют с хугстиновым краем гуанозина через O6 и N7. [50] [51] [52] Другой ион-связывающий мотив в интроне группы I Tetrahymena - это мотив платформы AA, в котором последовательные аденозины в одной цепи РНК образуют неканоническую пару псевдоснований. [53] В отличие от тандемного мотива GU, платформенный мотив AA связывается преимущественно с одновалентными катионами. Во многих из этих мотивов отсутствие одновалентных или двухвалентных катионов приводит либо к большей гибкости, либо к потере третичной структуры.
Было обнаружено, что ионы двухвалентных металлов, особенно магния , важны для структуры соединений ДНК, таких как промежуточное соединение Холлидея при генетической рекомбинации . Ион магния экранирует отрицательно заряженные фосфатные группы в соединении и позволяет им располагаться ближе друг к другу, позволяя складывать конформацию, а не конформацию без стопки. [54] Магний жизненно важен для стабилизации таких соединений в искусственно созданных структурах, используемых в нанотехнологиях ДНК , таких как мотив двойного кроссовера. [55]
История
Самые ранние работы в области структурной биологии РНК более или менее совпали с работами, проводившимися в области ДНК в начале 1950-х годов. В своей основополагающей статье 1953 года Уотсон и Крик предположили, что скопление ван-дер-Ваальса группой 2`OH рибозы не позволит РНК принять двойную спиральную структуру, идентичную предложенной ими модели - то, что мы теперь знаем как B-форму ДНК. [56] Это вызвало вопросы о трехмерной структуре РНК: может ли эта молекула образовывать какой-то тип спиральной структуры, и если да, то как?
В середине 1960-х годов интенсивно изучалась роль тРНК в синтезе белка. В 1965 году Холли и др. очистил и секвенировал первую молекулу тРНК, первоначально предполагая, что она приняла структуру клеверного листа, основанную в значительной степени на способности определенных участков молекулы образовывать структуры петли стебля. [57] Выделение тРНК оказалось первой крупной неожиданностью в структурной биологии РНК. В 1971 году Ким и др. совершил еще один прорыв, создав кристаллы дрожжевой тРНК PHE, которые дифрагировали до разрешения 2-3 Ангстремов, с помощью спермина, природного полиамина, который связывается с тРНК и стабилизирует ее. [58]
В течение значительного времени после появления первых структур тРНК, область структуры РНК не претерпевала значительных успехов. Возможность изучения структуры РНК зависела от возможности выделить РНК-мишень. Это оказалось ограничивающим поле в течение многих лет, отчасти потому, что другие известные мишени - например, рибосомы - было значительно труднее изолировать и кристаллизовать. Таким образом, в течение примерно двадцати лет после первоначальной публикации структуры тРНК PHE были решены структуры только нескольких других РНК-мишеней, причем почти все они принадлежали семейству транспортной РНК. [59]
Этот досадный недостаток возможностей в конечном итоге будет преодолен в значительной степени благодаря двум основным достижениям в исследованиях нуклеиновых кислот: идентификации рибозимов и способности продуцировать их посредством транскрипции in vitro . После публикации Тома Чеха, в котором интрон группы I Tetrahymena является автокаталитическим рибозимом, [60] и отчета Сидни Альтмана о катализе рибонуклеазой P РНК [61], в конце 1980-х годов были идентифицированы несколько других каталитических РНК, [62] включая головку молотка. рибозим. В 1994 году McKay et al. опубликовали структуру «комплекса РНК-ДНК-рибозим-ингибитор в форме головки молотка» с разрешением 2,6 Ангстрема, в котором автокаталитическая активность рибозима была нарушена посредством связывания с субстратом ДНК. [63] В дополнение к успехам, достигнутым в определении глобальной структуры с помощью кристаллографии, в начале 1990-х годов также была внедрена реализация ЯМР как мощного метода в структурной биологии РНК. Подобные исследования позволили более точно охарактеризовать взаимодействия спаривания оснований и стэкинга оснований, которые стабилизировали глобальные складки больших молекул РНК.
Возрождение структурной биологии РНК в середине 1990-х годов вызвало настоящий взрыв в области структурных исследований нуклеиновых кислот. С момента публикации структур «головка молота» и «P 4-6» в эту область был внесен значительный вклад. Некоторые из наиболее примечательных примеров включают структуры группы I и интронов группы II , [6] и рибосомы . [38] Первые три структуры были получены с использованием транскрипции in vitro , и этот ЯМР сыграл роль в исследовании частичных компонентов всех четырех структур - свидетельство необходимости обоих методов для исследования РНК. Нобелевская премия по химии 2009 г. была присуждена Аде Йонат , Венкатраману Рамакришнану и Томасу Стейтцу за их структурную работу над рибосомой , продемонстрировав выдающуюся роль структурной биологии РНК в современной молекулярной биологии.
Смотрите также
- Стебель-петля
- Псевдоузел
- Прогнозирование вторичной структуры
- Базовая пара
- Базовая пара колебаний
- Базовая пара Hoogsteen
- Рибосома
- Рибопереключатель
- Рибозим
- Рибозим молотоголовый
- Каталитический интрон группы I
- Интрон группы II
- тРНК
- G-квадруплекс
- i-мотив ДНК
- Тетралуп
- Скользкая последовательность
- Поцелуй стебель-петля
Рекомендации
- ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) « третичная структура ». DOI : 10,1351 / goldbook.T06282
- ^ Richmond TJ, Дэви CA (май 2003). «Структура ДНК в ядре нуклеосомы». Природа . 423 (6936): 145–50. Bibcode : 2003Natur.423..145R . DOI : 10,1038 / природа01595 . PMID 12736678 . S2CID 205209705 .
- ^ Уотсон Дж. Д., Крик Ф. Х. (апрель 1953 г.). «Молекулярная структура нуклеиновых кислот; структура нуклеиновой кислоты дезоксирибозы» (PDF) . Природа . 171 (4356): 737–8. Bibcode : 1953Natur.171..737W . DOI : 10.1038 / 171737a0 . PMID 13054692 . S2CID 4253007 .
- ^ Бансал М (2003). "Структура ДНК: Возвращаясь к двойной спирали Уотсона-Крика". Современная наука . 85 (11): 1556–1563.
- ^ Гош А, Бансал М (2003). «Словарь структур ДНК от А до Я». Acta Crystallogr D . 59 (4): 620–626. DOI : 10.1107 / S0907444903003251 . PMID 12657780 .
- ^ a b c d e PDB : 3BWP ; Тоор Н., Китинг К.С., Тейлор С.Д., Пайл А.М. (апрель 2008 г.). «Кристаллическая структура самосплайсированного интрона группы II» . Наука . 320 (5872): 77–82. Bibcode : 2008Sci ... 320 ... 77T . DOI : 10.1126 / science.1153803 . PMC 4406475 . PMID 18388288 .; визуализировано с помощью PyMOL
- ^ a b PDB : 2K95 ; Ким Н.К., Чжан К., Чжоу Дж., Таймер К.А., Петерсон Р.Д., Фейгон Дж. (Декабрь 2008 г.). «Структура раствора и динамика псевдоузла дикого типа теломеразной РНК человека» . J. Mol. Биол . 384 (5): 1249–61. DOI : 10.1016 / j.jmb.2008.10.005 . PMC 2660571 . PMID 18950640 .; визуализировано с помощью PyMOL
- ^ а б Доэрти Е.А., Бейти Р.Т., Маскида Б., Дудна Д.А. (апрель 2001 г.). «Универсальный способ упаковки спирали в РНК». Nat. Struct. Биол . 8 (4): 339–43. DOI : 10.1038 / 86221 . PMID 11276255 . S2CID 213577 .
- ^ Шевчак А.А., Ортолева-Доннелли Л., Райдер С.П., Moncoeur E, Strobel SA (декабрь 1998 г.). «Тройная спираль РНК с малой бороздкой в каталитическом ядре интрона группы I». Nat. Struct. Биол . 5 (12): 1037–42. DOI : 10,1038 / 4146 . PMID 9846872 . S2CID 10908125 .
- ^ Boudvillain M, de Lencastre A, Pyle AM (июль 2000 г.). «Третичное взаимодействие, которое связывает домены активного сайта с 5'-сайтом сплайсинга интрона группы II». Природа . 406 (6793): 315–8. Bibcode : 2000Natur.406..315B . DOI : 10.1038 / 35018589 . PMID 10917534 . S2CID 4336795 .
- ^ а б в ПДБ : 1РАУ ; Cheong C, Moore PB (сентябрь 1992 г.). «Структура раствора необычно стабильного тетраплекса РНК, содержащего G- и U-квартетные структуры». Биохимия . 31 (36): 8406–14. DOI : 10.1021 / bi00151a003 . PMID 1382577 .; визуализировано с помощью PyMOL
- ^ a b PDB : 1FIT ; Baugh C, Grate D, Wilson C (август 2000 г.). «2.8 Кристаллическая структура аптамера малахитового зеленого». J. Mol. Биол . 301 (1): 117–28. DOI : 10.1006 / jmbi.2000.3951 . PMID 10926496 .; визуализировано с помощью PyMOL
- ^ Гилберт С.Д., Рэмбо Р.П., Ван Тайн Д., Бейти Р.Т. (февраль 2008 г.). «Структура рибопереключателя SAM-II, связанного с S-аденозилметионином». Nat. Struct. Мол. Биол . 15 (2): 177–82. DOI : 10.1038 / nsmb.1371 . PMID 18204466 . S2CID 40791601 .
- ^ Mitton-Fry RM, DeGregorio SJ, Wang J, Steitz TA, Steitz JA (ноябрь 2010 г.). «Распознавание поли (A) хвоста элементом вирусной РНК посредством сборки тройной спирали» . Наука . 330 (6008): 1244–7. DOI : 10.1126 / science.1195858 . PMC 3074936 . PMID 21109672 .
- ^ а б Тораби С.Ф., Вайдья А.Т., Тыковски К.Т., ДеГрегорио С.Дж., Ван Дж., Шу М.Д. и др. (Январь 2021 г.). «Стабилизация РНК с помощью кармана связывания на 3'-конце хвоста поли (А) и других способов взаимодействия поли (А) -РНК». Наука . DOI : 10.1126 / science.abe6523 . PMID 33414189 .
- ^ а б Батей RT, Гилберт С.Д., Монтанж РК (ноябрь 2004 г.). «Структура природного гуанин-чувствительного рибопереключателя в комплексе с метаболитом гипоксантина». Природа . 432 (7015): 411–5. Bibcode : 2004Natur.432..411B . DOI : 10,1038 / природа03037 . PMID 15549109 . S2CID 2462025 .
- ^ Arthanari H, Bolton PH (март 2001 г.). «Функциональные и дисфункциональные роли квадруплексной ДНК в клетках» . Chem. Биол . 8 (3): 221–30. DOI : 10.1016 / S1074-5521 (01) 00007-2 . PMID 11306347 .
- ^ Оливер А.В., Богдарина И., Шредер Э., Тейлор И.А., Книл Г.Г. (август 2000 г.). «Предпочтительное связывание белка гена 5 fd с тетраплексными структурами нуклеиновых кислот». J. Mol. Биол . 301 (3): 575–84. DOI : 10.1006 / jmbi.2000.3991 . PMID 10966771 .
- ^ PDB : 6тна ; Суссман Дж. Л., Холбрук С. Р., Warrant RW, Church GM, Kim SH (август 1978 г.). «Кристаллическая структура дрожжевой фенилаланиновой транспортной РНК. I. Кристаллографическое уточнение». J. Mol. Биол . 123 (4): 607–30. DOI : 10.1016 / 0022-2836 (78) 90209-7 . PMID 357742 .; визуализируется через PyMOL .
- ^ а б Куигли Дж. Дж., Рич А. (ноябрь 1976 г.). «Структурные домены молекул транспортной РНК». Наука . 194 (4267): 796–806. Bibcode : 1976Sci ... 194..796Q . DOI : 10.1126 / science.790568 . PMID 790568 .
- ^ "Дуглас Х. Тернер" . Правила Тернера . Химический факультет Рочестерского университета.
- ^ Уолтер А.Е., Тернер Д.Х., Ким Дж., Литтл М.Х., Мюллер П., Мэтьюз Д.Х., Цукер М. (сентябрь 1994 г.). «Коаксиальная укладка спиралей усиливает связывание олигорибонуклеотидов и улучшает предсказание сворачивания РНК» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 91 (20): 9218–22. Bibcode : 1994PNAS ... 91.9218W . DOI : 10.1073 / pnas.91.20.9218 . PMC 44783 . PMID 7524072 .
- ^ Мерфи Флорида, Ван Й. Х., Гриффит Дж. Д., Чех Т. Р. (сентябрь 1994 г.). «Коаксиально уложенные спирали РНК в каталитическом центре рибозима Tetrahymena». Наука . 265 (5179): 1709–12. Bibcode : 1994Sci ... 265.1709M . DOI : 10.1126 / science.8085157 . PMID 8085157 .
- ^ а б в Cate JH, Gooding AR, Podell E, Zhou K, Golden BL, Kundrot CE, Cech TR, Doudna JA (сентябрь 1996 г.). «Кристаллическая структура домена рибозима группы I: принципы упаковки РНК». Наука . 273 (5282): 1678–85. Bibcode : 1996Sci ... 273.1678C . DOI : 10.1126 / science.273.5282.1678 . PMID 8781224 . S2CID 38185676 .
- ^ Ноллер HF (сентябрь 2005 г.). «Структура РНК: чтение рибосомы». Наука . 309 (5740): 1508–14. Bibcode : 2005Sci ... 309.1508N . DOI : 10.1126 / science.1111771 . PMID 16141058 . S2CID 16577145 .
- ^ Ли А.Дж., Кротерс DM (август 1998 г.). «Структура решения комплекса петля-петля РНК: последовательность перевернутой петли ColE1». Структура . 6 (8): 993–1005. DOI : 10.1016 / S0969-2126 (98) 00101-4 . PMID 9739090 .
- ^ Ферре-Д'Амаре А. Р., Чжоу К., Дудна Д. А. (октябрь 1998 г.). «Кристаллическая структура рибозима вируса гепатита дельта». Природа . 395 (6702): 567–74. Bibcode : 1998Natur.395..567F . DOI : 10.1038 / 26912 . PMID 9783582 . S2CID 4359811 .
- ^ Ротемунд П.В. (март 2006 г.). «Складывание ДНК для создания наноразмерных форм и узоров» (PDF) . Природа . 440 (7082): 297–302. Bibcode : 2006Natur.440..297R . DOI : 10,1038 / природа04586 . PMID 16541064 . S2CID 4316391 .
- ^ a b c d PDB : 1GID ; Cate JH, Gooding AR, Podell E, Zhou K, Golden BL, Kundrot CE, Cech TR, Doudna JA (сентябрь 1996 г.). «Кристаллическая структура домена рибозима группы I: принципы упаковки РНК». Наука . 273 (5282): 1678–85. Bibcode : 1996Sci ... 273.1678C . DOI : 10.1126 / science.273.5282.1678 . PMID 8781224 . S2CID 38185676 .; визуализировано с помощью PyMOL
- ^ Накано М., Муди Э.М., Лян Дж., Бевилаква П.С. (декабрь 2002 г.). «Отбор термодинамически стабильных тетрапетлей ДНК с использованием гель-электрофореза в градиенте температуры позволяет выявить четыре мотива: d (cGNNAg), d (cGNABg), d (cCNNGg) и d (gCNNGc)». Биохимия . 41 (48): 14281–92. DOI : 10.1021 / bi026479k . PMID 12450393 .
- ^ Мур ПБ (1999). «Структурные мотивы в РНК». Анну. Rev. Biochem . 68 (1): 287–300. DOI : 10.1146 / annurev.biochem.68.1.287 . PMID 10872451 .
- ^ Абрамовиц Д.Л., Пайл А.М. (февраль 1997 г.). «Замечательная морфологическая изменчивость общего мотива сворачивания РНК: взаимодействие тетрапетли GNRA с рецептором». J. Mol. Биол . 266 (3): 493–506. DOI : 10.1006 / jmbi.1996.0810 . PMID 9067606 .
- ^ Moody EM, Feerrar JC, Bevilacqua PC (июнь 2004 г.). «Доказательства того, что сворачивание шпильки тетрапетли РНК менее кооперативно, чем ее двойник ДНК». Биохимия . 43 (25): 7992–8. DOI : 10.1021 / bi049350e . PMID 15209494 .
- ^ Чжао Кью, Хуанг ХК, Нагасвами У, Ся Й, Гао Х, Fox GE (август 2012 г.). «Тетрапетли UNAC: насколько они имитируют тетрапетли GNRA?». Биополимеры . 97 (8): 617–628. DOI : 10.1002 / bip.22049 . PMID 22605553 .
- ^ Уильямс Д.Х., Походка MJ, Лоакс Д. (2006). Нуклеиновые кислоты в химии и биологии . Кембридж, Великобритания: RSC Pub. ISBN 0-85404-654-2.
- ^ а б Jaeger L, Michel F, Westhof E (март 1994). «Участие тетрапетли GNRA в третичных взаимодействиях РНК дальнего действия». J. Mol. Биол . 236 (5): 1271–6. DOI : 10.1016 / 0022-2836 (94) 90055-8 . PMID 7510342 .
- ^ Мишель Ф., Вестхоф Э. (декабрь 1990 г.). «Моделирование трехмерной архитектуры каталитических интронов группы I на основе сравнительного анализа последовательностей». J. Mol. Биол . 216 (3): 585–610. DOI : 10.1016 / 0022-2836 (90) 90386-Z . PMID 2258934 .
- ^ a b c PDB : 1FFK ; Ban N, Nissen P, Hansen J, Moore PB, Steitz TA (август 2000 г.). «Полная атомная структура большой субъединицы рибосомы при разрешении 2,4 А». Наука . 289 (5481): 905–20. Bibcode : 2000Sci ... 289..905B . DOI : 10.1126 / science.289.5481.905 . PMID 10937989 .; визуализировано с помощью PyMOL
- ^ Ниссен П., Ипполито Дж. А., Бан Н., Мур П. Б., Стейтц Т. А. (апрель 2001 г.). «Третичные взаимодействия РНК в большой субъединице рибосомы: A-минорный мотив» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 98 (9): 4899–903. Bibcode : 2001PNAS ... 98.4899N . DOI : 10.1073 / pnas.081082398 . PMC 33135 . PMID 11296253 .
- ^ Йошизава С., Фурми Д., Пуглиси Д. Д. (сентябрь 1999 г.). «Распознавание кодон-антикодоновой спирали рибосомной РНК». Наука . 285 (5434): 1722–5. DOI : 10.1126 / science.285.5434.1722 . PMID 10481006 .
- ^ Боков К., Штейнберг С.В. (февраль 2009 г.). «Иерархическая модель эволюции 23S рибосомальной РНК». Природа . 457 (7232): 977–80. Bibcode : 2009Natur.457..977B . DOI : 10,1038 / природа07749 . PMID 19225518 . S2CID 4400869 .
- ^ Mitton-Fry RM, DeGregorio SJ, Wang J, Steitz TA, Steitz JA (ноябрь 2010 г.). «Распознавание поли (A) хвоста элементом вирусной РНК посредством сборки тройной спирали» . Наука . 330 (6008): 1244–7. DOI : 10.1126 / science.1195858 . PMC 3074936 . PMID 21109672 .
- ^ Батей Р.Т., Рэмбо Р.П., Дудна Д.А. (август 1999 г.). «Третичные мотивы в структуре и сворачивании РНК». Энгью. Chem. Int. Эд. Англ . 38 (16): 2326–2343. DOI : 10.1002 / (SICI) 1521-3773 (19990816) 38:16 <2326 :: AID-ANIE2326> 3.0.CO; 2-3 . PMID 10458781 .
- ^ Тамура М., Холбрук С.Р. (июль 2002 г.). «Последовательность и структурная консервация в рибозных молниях РНК» . J. Mol. Биол . 320 (3): 455–74. DOI : 10.1016 / S0022-2836 (02) 00515-6 . PMID 12096903 .
- ^ PDB : 3IGI ; Тоор Н., Китинг К.С., Федорова О., Раджашанкар К., Ван Дж., Пайл А.М. (январь 2010 г.). «Третичная архитектура интрона группы II Oceanobacillus iheyensis» . РНК . 16 (1): 57–69. DOI : 10,1261 / rna.1844010 . PMC 2802037 . PMID 19952115 .; визуализируется с использованием PyMOL .
- ^ PDB : 1ZZN ; Stahley MR, Strobel SA (сентябрь 2005 г.). «Структурные доказательства механизма сплайсинга интронов группы I с двумя ионами металлов». Наука . 309 (5740): 1587–90. Bibcode : 2005Sci ... 309.1587S . DOI : 10.1126 / science.1114994 . PMID 16141079 . S2CID 40099718 .; визуализировано с помощью PyMOL
- ^ Celander DW, Чех TR (январь 1991 г.). «Визуализация сворачивания высшего порядка каталитической молекулы РНК». Наука . 251 (4992): 401–7. Bibcode : 1991Sci ... 251..401C . DOI : 10.1126 / science.1989074 . PMID 1989074 .
- ^ Пайл AM (сентябрь 2002 г.). «Ионы металлов в структуре и функциях РНК». J. Biol. Неорг. Chem . 7 (7–8): 679–90. DOI : 10.1007 / s00775-002-0387-6 . PMID 12203005 . S2CID 42008484 .
- ^ Морроу-младший, Андолина С.М. (2012). «Глава 6. Спектроскопические исследования связывания иона лантаноида с нуклеиновыми кислотами». В Sigel A, Sigel H, Sigel RK (ред.). Взаимодействие между ионами металлов и нуклеиновыми кислотами . Ионы металлов в науках о жизни. 10 . Springer. С. 171–197. DOI : 10.1007 / 978-94-007-2172-2_6 . PMID 22210339 .
- ^ Кейт Дж. Х., Дудна Дж. А. (октябрь 1996 г.). «Сайты связывания металлов в большой бороздке большого домена рибозима». Структура . 4 (10): 1221–9. DOI : 10.1016 / S0969-2126 (96) 00129-3 . PMID 8939748 .
- ^ Kieft JS, Tinoco I (май 1997 г.). «Структура раствора металлсвязывающего сайта в большой бороздке РНК в комплексе с гексаммином кобальта (III)». Структура . 5 (5): 713–21. DOI : 10.1016 / S0969-2126 (97) 00225-6 . PMID 9195889 .
- ^ Rüdisser S, Tinoco I (февраль 2000 г.). «Структура раствора гексаммина кобальта (III) в комплексе с тетрапетлей GAAA и связывание ионов металла с несоответствиями G · A». J. Mol. Биол . 295 (5): 1211–23. DOI : 10.1006 / jmbi.1999.3421 . PMID 10653698 .
- ^ Буркхард Ч., Захариас М (октябрь 2001 г.). «Моделирование ионного связывания с мотивами платформы AA в РНК: исследование континуального растворителя, включая конформационную адаптацию» . Nucleic Acids Res . 29 (19): 3910–8. DOI : 10.1093 / NAR / 29.19.3910 . PMC 60250 . PMID 11574672 .
- ^ Панютин И.Г., Бисвас И., Се П. (апрель 1995 г.). «Ключевая роль структуры соединения Холлидея в миграции ветви ДНК» . Журнал EMBO . 14 (8): 1819–26. DOI : 10.1002 / j.1460-2075.1995.tb07170.x . PMC 398275 . PMID 7737132 .
- ^ Fu TJ, Seeman NC (апрель 1993 г.). «Молекулы двойного кроссовера ДНК». Биохимия . 32 (13): 3211–20. DOI : 10.1021 / bi00064a003 . PMID 8461289 .
- ^ Уотсон Дж. Д., Крик Ф. Х. (апрель 1953 г.). «Молекулярная структура нуклеиновых кислот; структура нуклеиновой кислоты дезоксирибозы» (PDF) . Природа . 171 (4356): 737–738. Bibcode : 1953Natur.171..737W . DOI : 10.1038 / 171737a0 . PMID 13054692 . S2CID 4253007 .
- ^ Холли, Р. У., Апгар, Дж., Эверетт, Джорджия, Мэдисон, Дж. Т., Маргисс, М., Меррилл, Ш., Пенвик, Дж. Р., Замир (март 1965 г.). «Строение рибонуклеиновой кислоты». Наука . 147 (3664): 1462–5. Bibcode : 1965Sci ... 147.1462H . DOI : 10.1126 / science.147.3664.1462 . PMID 14263761 . S2CID 40989800 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ Ким С.Х., Куигли Дж., Саддат Флорида, Рич А. (апрель 1971 г.). «Картины дифракции рентгеновских лучей с высоким разрешением кристаллической РНК-переносчика, которые показывают спиральные области» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 68 (4): 841–5. Bibcode : 1971PNAS ... 68..841K . DOI : 10.1073 / pnas.68.4.841 . PMC 389056 . PMID 5279525 .
- ^ Шен LX, Cai Z, Tinoco I (август 1995 г.). «Структура РНК в высоком разрешении». FASEB J . 9 (11): 1023–33. DOI : 10.1096 / fasebj.9.11.7544309 . PMID 7544309 . S2CID 40621440 .
- ^ Чех Т.Р., Зауг А.Дж., Грабовски П.Дж. (декабрь 1981 г.). «Сплайсинг in vitro предшественника рибосомной РНК Tetrahymena: участие гуанозинового нуклеотида в вырезании промежуточной последовательности». Cell . 27 (3 Pt 2): 487–96. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (81) 90390-1 . PMID 6101203 . S2CID 17674600 .
- ^ Старк BC, Коле Р., Боуман Э. Дж., Альтман С. (август 1978 г.). «Рибонуклеаза P: фермент с важным компонентом РНК» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 75 (8): 3717–21. Bibcode : 1978PNAS ... 75.3717S . DOI : 10.1073 / pnas.75.8.3717 . PMC 392857 . PMID 358197 .
- ^ Проди Г.А., Бакос Дж. Т., Бузаян Дж. М., Шнайдер И. Р., Брюнинг Дж. (Март 1986 г.). "Автолитический процессинг димерной сателлитной РНК вируса растений". Наука . 231 (4745): 1577–1580. Bibcode : 1986Sci ... 231.1577P . DOI : 10.1126 / science.231.4745.1577 . PMID 17833317 . S2CID 21563490 .
- ^ Pley HW, Flaherty KM, McKay DB (ноябрь 1994 г.). «Трехмерная структура рибозима головки молотка». Природа . 372 (6501): 68–74. Bibcode : 1994Natur.372 ... 68P . DOI : 10.1038 / 372068a0 . PMID 7969422 . S2CID 4333072 .