B型和Z型DNA
要點如下:
1.兩條反向平行的互補雙螺旋鏈,一條方向為5‘→3’,另一條方向為3‘→5’,圍繞同一中心縱軸,從右向上盤旋。
2.雙螺旋磷酸-
脫氧核糖主鏈在外,位於內的
鹼基平面與中心軸垂直。
3.每個鹼基相聚0.34nm,同條鏈相鄰鹼基夾角36度,每10個鹼基形成螺旋1周,
螺距3.4nm。
4.露於螺旋外的磷原子離中心軸1.0nm,易與陽離子接近。
5.兩條鏈相互鹼基互補配對,即AT/GC,分別以2個和3個氫鍵相連。
6.兩條單鏈之間由小溝,兩個雙鏈之間有大溝,他們在
DNA雙螺旋外交替出現。
在Watson和Crick發現DNA B型雙螺旋的同一時期,
麻省理工學院的A.Rich等科學家提出了一種被稱之為
Z-DNA左手螺旋,糖磷酸骨架呈鋸齒狀排列,外面只有一條溝。每個Z-DNA螺旋含有12個
鹼基對,螺距為4.5nm。在高離子強度環境下,一條長的DNA片段中如有
嘌呤嘧啶交替排列,即可呈Z構象。將Z-DNA雙鏈中
鹼基C
甲基化,有助於左手螺旋的穩定。某些證據表明Z-DNA可能影響
基因的表達。
多年來,B型DNA和
Z型DNA究竟如何結合在一起,對科學家來說一直是謎。韓國成均館大學及
中央大學科學家組成的課題組,採用
X射線晶體結構分析法,首次獲得了這兩種DNA結合處的三維結構,並由此闡明了兩種不同結構DNA如何能夠結合的機理。
其他類型DNA比較
幾種主要的DNA二級結構對照表
DNA模型 | 螺旋方向 | 直徑(nm) | 鹼基數/螺旋 | 螺距(nm) | | 其它結構特徵 | 存在情況 |
B-DNA | 右手 | 2 | 10 | 3.54 | 36º | | 92%RH,鈉鹽,溶液和細胞中天然狀態中的DNA多以此狀態存在 |
| 右手 | | 11 | 2.53 | 32.7º | | 75%RH,鈉鹽 |
| | | 9.3 | 3.1 | 38º | | |
| 左手 | 1.8 | 12 | 4.56 | -60º | 主鏈中P原子連線線呈鋸齒形,似“Z”字,分子細長伸展, 鹼基對偏離中心軸而靠近外側,螺旋表面只有小溝,無大溝 | 在一定條件下右旋DNA可轉變為左旋,DNA左旋化可能與致癌、突變及 基因表達調控有關 |