อ่าน 4 นาที
เอ-ดีเอ็นเอ
A-DNAเป็นโครงสร้างเกลียวคู่แบบหนึ่งที่เป็นไปได้ที่DNAสามารถมีได้ A-DNA ถือเป็นหนึ่งในสามโครงสร้างเกลียวคู่ ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ...
เอ-ดีเอ็นเอ
A-DNAเป็นโครงสร้างเกลียวคู่แบบหนึ่งที่เป็นไปได้ที่DNAสามารถมีได้ A-DNA ถือเป็นหนึ่งในสามโครงสร้างเกลียวคู่ ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ ร่วมกับB-DNAและZ-DNAมันเป็นเกลียวคู่แบบมือขวาที่ค่อนข้างคล้ายกับรูปแบบ B-DNA ที่พบได้ทั่วไป แต่มีโครงสร้างเกลียวที่สั้นกว่าและกะทัดรัดกว่า โดยที่คู่เบสไม่ได้ตั้งฉากกับแกนเกลียวเหมือนใน B-DNA Rosalind Franklin เป็นผู้ค้นพบ และตั้งชื่อรูปแบบ A และ B ด้วย เธอแสดงให้เห็นว่า DNA ถูกผลักดันให้เป็นรูปแบบ A เมื่ออยู่ภายใต้สภาวะที่ขาดน้ำ สภาวะดังกล่าวมักใช้ในการสร้างผลึก และโครงสร้างผลึก DNA จำนวนมากอยู่ในรูปแบบ A [ 1 ]รูปทรงเกลียวเดียวกันนี้เกิดขึ้นใน RNA สองสาย และในเกลียวคู่ไฮบริด DNA-RNA
โครงสร้าง
เช่นเดียวกับ B-DNA ที่พบได้ทั่วไป A-DNA เป็นเกลียวคู่แบบมือขวาที่มีร่องหลักและร่องรอง อย่างไรก็ตาม ดังแสดงในตารางเปรียบเทียบด้านล่าง มีจำนวนคู่เบส (bp) ต่อรอบเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ส่งผลให้มุมบิดเล็กลง และการยกตัวต่อคู่เบสน้อยลง ดังนั้น A-DNA จึงสั้นกว่า B-DNA ประมาณ 20-25% ร่องหลักของ A-DNA ลึกและแคบ ในขณะที่ร่องรองกว้างและตื้น A-DNA กว้างกว่าและถูกบีบอัดตามแกนมากกว่า B-DNA [ 2 ] [ 3 ]
ลักษณะเฉพาะของการวิเคราะห์ผลึกด้วยรังสีเอกซ์ ของ A-DNA คือรูตรงกลาง[ 2 ] A-DNA มี โครงสร้างโค้งงอ แบบ C3'-endoซึ่งหมายถึงคาร์บอน C3' ในวงแหวนฟูราโนสอยู่ต่ำกว่าระนาบน้ำตาล
การเปรียบเทียบรูปทรงเรขาคณิตของรูปแบบดีเอ็นเอที่พบได้บ่อยที่สุด
| คุณลักษณะทางเรขาคณิต: | แบบฟอร์มเอ | แบบฟอร์มบี | รูปทรงตัว Z |
|---|---|---|---|
| ความรู้สึกของเกลียว | มือขวา | มือขวา | คนถนัดซ้าย |
| หน่วยซ้ำ | 1 บีพี | 1 บีพี | 2 บีพี |
| การหมุน/bp | 32.7° | 34.3° | 60°/2 |
| ความดันโลหิตเฉลี่ยต่อรอบ | 11 | 10 | 12 |
| ความเอียงของ bp ต่อแกน | +19° | −1.2° | −9° |
| การเพิ่มขึ้น/ความดันโลหิตตามแกน | 2.6 อังสตรอม (0.26 นาโนเมตร) | 3.4 อังสตรอม (0.34 นาโนเมตร) | 3.7 อังสตรอม (0.37 นาโนเมตร) |
| การขึ้น/การหักเลี้ยวของเกลียว | 28.6 อังสตรอม (2.86 นาโนเมตร) | 35.7 อังสตรอม (3.57 นาโนเมตร) | 45.6 อังสตรอม (4.56 นาโนเมตร) |
| การบิดเฉลี่ยของใบพัด | +18° | +16° | 0° |
| มุมไกลโคซิล | ต่อต้าน | ต่อต้าน | ไพริมิดีน: แอนตี้, พิวรีน: ซิน |
| ระยะห่างระหว่างฟอสเฟตของนิวคลีโอไทด์กับฟอสเฟต | 5.9 Å | 7.0 Å | C: 5.7 Å, G: 6.1 Å |
| น้ำตาลขม | C3'-เอนโด | C2'-เอนโด | C: C2'-endo, G: C3'-endo |
| เส้นผ่านศูนย์กลาง | 23 อังสตรอม (2.3 นาโนเมตร) | 20 อังสตรอม (2.0 นาโนเมตร) | 18 อังสตรอม (1.8 นาโนเมตร) |
สารตัวกลาง A/B
งานวิจัยยังระบุด้วยว่า DNA รูปแบบ A สามารถไฮบริดกับ DNA รูปแบบ B ที่พบได้ทั่วไปได้ รูปแบบตัวกลาง A–B เหล่านี้มีคุณสมบัติการบิดงอของน้ำตาลและ/หรือโครงสร้างฐานของ DNA ทั้งสองรูปแบบ ในการศึกษาหนึ่ง พบว่าการบิดงอแบบ C3'-endo ที่เป็นลักษณะเฉพาะนั้นพบได้ในน้ำตาลสามตัวแรกของสาย DNA ในขณะที่น้ำตาลสามตัวสุดท้ายมีการบิดงอแบบ C2'-endo เหมือนกับ DNA รูปแบบ B [ 2 ]ตัวกลางเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้ในสารละลายในน้ำเมื่อฐานไซโตซีนถูกเมทิลเลตหรือโบรมีน ทำให้โครงสร้างเปลี่ยนแปลงไป หรืออีกทางหนึ่ง ชิ้นส่วนที่อุดมไปด้วยกัวนีนและไซโตซีนได้รับการแสดงให้เห็นว่าสามารถเปลี่ยนจากรูปแบบ B เป็นรูปแบบ A ได้ง่ายในสารละลายในน้ำ[ 4 ]
หน้าที่ทางชีวภาพ
A-DNA สามารถเกิดขึ้นได้จากกระบวนการหลายอย่าง รวมถึงการขาดน้ำและการจับกับโปรตีน การขาดน้ำของ DNA ทำให้เกิดรูปแบบ A ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถปกป้อง DNA ภายใต้สภาวะต่างๆ เช่น การขาดน้ำอย่างรุนแรงของแบคทีเรีย[ 5 ] [ 1 ]การจับกับโปรตีนยังสามารถกำจัดตัวทำละลายออกจาก DNA และเปลี่ยนให้เป็นรูปแบบ A ได้ ดังที่เปิดเผยโดยโครงสร้างของไวรัสอาร์เคียที่ทนความร้อนสูงหลายชนิด ไวรัสเหล่านี้ได้แก่รูดิไวรัส รูปแท่ง SIRV2 [ 6 ]และ SSRV1 [ 7 ] ไล โปทริกซ์ไวรัสเส้นใยที่มีเปลือกหุ้มAFV1 [ 8 ] SFV1 [ 9 ]และSIFV [ 7 ]ทริสโตมาไวรัส PFV2 [ 10 ]รวมถึงพอ ร์ โตโกลโบไวรัส ทรงสิบสองหน้า SPV1 [ 11 ] เชื่อกันว่า DNA รูปแบบ A เป็นหนึ่งในการปรับตัวของไวรัสอาร์เคี ยที่ทนความร้อนสูงให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงซึ่งไวรัสเหล่านี้เจริญเติบโตได้
มีการเสนอว่ามอเตอร์ที่บรรจุ DNA สองสายในแบคทีริโอเฟจใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่า A-DNA สั้นกว่า B-DNA และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในตัว DNA เองเป็นแหล่งที่มาของแรงมหาศาลที่เกิดจากมอเตอร์เหล่านี้[ 12 ]หลักฐานเชิงทดลองสำหรับ A-DNA ในฐานะตัวกลางในการบรรจุไบโอมอเตอร์ของไวรัสมาจาก การวัด การถ่ายโอนพลังงานเรโซแนนซ์ Förster แบบย้อมสีคู่ ที่แสดงให้เห็นว่า B-DNA สั้นลง 24% ในตัวกลางรูปแบบ A ที่หยุดชะงัก ("บิดเบี้ยว") [ 13 ] [ 14 ]ในแบบจำลองนี้ การไฮโดรไลซิสของ ATP ถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโปรตีนที่ทำให้ DNA ขาดน้ำและกลับมามีน้ำอีกครั้งสลับกัน และวงจรการหด/ยืดของ DNA จะเชื่อมโยงกับวงจรการจับ/ปล่อยโปรตีน-DNA เพื่อสร้างการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าที่เคลื่อน DNA เข้าไปในแคปซิด
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- การเปรียบเทียบโครงสร้าง DNA ของคอร์เนลล์
- การตั้งชื่อกรดนิวคลีอิก
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เอ-ดีเอ็นเอ
A-DNAเป็นโครงสร้างเกลียวคู่แบบหนึ่งที่เป็นไปได้ที่DNAสามารถมีได้ A-DNA ถือเป็นหนึ่งในสามโครงสร้างเกลียวคู่ ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ...
โครงสร้าง
เช่นเดียวกับ B-DNA ที่พบได้ทั่วไป A-DNA เป็นเกลียวคู่แบบมือขวาที่มีร่องหลักและร่องรอง อย่างไรก็ตาม ดังแสดงในตารางเปรียบเทียบด้านล่าง มีจำนวนคู่เบส (bp) ต่อรอบเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ส่งผลให้มุมบิดเล็กลง และการยกตัวต่อคู่เบสน้อยลง ดังนั้น A-DNA จึงสั้นกว่า B-DNA...
การเปรียบเทียบรูปทรงเรขาคณิตของรูปแบบดีเอ็นเอที่พบได้บ่อยที่สุด
ภาพด้านข้างและภาพด้านบนของโครงสร้างดีเอ็นเอแบบ A, B และ Z จุดสีเหลืองแสดงตำแหน่งของแกนเกลียวของดีเอ็นเอชนิด A, B และ Z เมื่อเทียบกับคู่เบส กัวนีน-ไซโตซีน คุณลักษณะทางเรขาคณิต: แบบฟอร์มเอ แบบฟอร์มบี รูปทรงตัว Z ความรู้สึกของเกลียว มือขวา มือขวา คนถนัดซ้าย...
สารตัวกลาง A/B
งานวิจัยยังระบุด้วยว่า DNA รูปแบบ A สามารถไฮบริดกับ DNA รูปแบบ B ที่พบได้ทั่วไปได้ รูปแบบตัวกลาง A–B เหล่านี้มีคุณสมบัติการบิดงอของน้ำตาลและ/หรือโครงสร้างฐานของ DNA ทั้งสองรูปแบบ ในการศึกษาหนึ่ง พบว่าการบิดงอแบบ C3'-endo...