A-DNA

A-DNA-strukturen.

A-DNA är en av de möjliga dubbelspiralformade strukturerna som DNA kan anta. A-DNA tros vara en av tre biologiskt aktiva dubbelspiralformade strukturer tillsammans med B-DNA och Z-DNA . Det är en högerhänt dubbelhelix ganska lik den vanligare B-DNA-formen, men med en kortare, mer kompakt spiralstruktur vars baspar inte är vinkelräta mot helixaxeln som i B-DNA. Det upptäcktes av Rosalind Franklin , som också namngav A- och B-formerna. Hon visade att DNA drivs in i A-formen under uttorkningsförhållanden. Sådana förhållanden används vanligtvis för att bilda kristaller, och många DNA-kristallstrukturer är i A-form. Samma spiralformade konformation förekommer i dubbelsträngade RNA och i DNA-RNA-hybriddubbelhelixar.

Strukturera

Liksom det vanligare B-DNA är A-DNA en högerhänt dubbelspiral med stora och mindre spår. Men som visas i jämförelsetabellen nedan är det en liten ökning av antalet baspar (bp) per varv. Detta resulterar i en mindre vridningsvinkel och mindre ökning per baspar, så att A-DNA är 20-25% kortare än B-DNA. Huvudspåret i A-DNA är djupt och smalt, medan det mindre spåret är brett och grunt. A-DNA är bredare och mer komprimerat längs sin axel än B-DNA.

Det identifierbara kännetecknet för A-DNA -röntgenkristallografi är hålet i mitten. Gapet i centrum av DNA-strukturen bildas genom stapling av basparen, eller "sockerpucker". A-DNA har en C3-endo- rynkning, som anger basernas närhet till fosfatet i DNA:ts ryggrad.

Jämförelsegeometrier för de vanligaste DNA-formerna

Sida och ovanifrån av A-, B- och Z-DNA-konformationer.

Gula prickar representerar platsen för spiralaxeln för A-, B- och Z-DNA med avseende på ett guanin-cytosinbaspar.

Geometriattribut:	En form	B-form	Z-form
Helix känsla	högerhänt	högerhänt	vänsterhänt
Upprepande enhet	1 bp	1 bp	2 bp
Rotation/bp	32,7°	34,3°	60°/2
Genomsnittlig bp/varv	11	10	12
Lutning av bp till axel	+19°	−1,2°	−9°
Stig/bp längs axeln	2,6 Å (0,26 nm)	3,4 Å (0,34 nm)	3,7 Å (0,37 nm)
Uppgång/sväng av helix	28,6 Å (2,86 nm)	35,7 Å (3,57 nm)	45,6 Å (4,56 nm)
Medelvärd propellervridning	+18°	+16°	0°
Glykosylvinkel	anti	anti	pyrimidin: anti, purin: syn
Nukleotidfosfat till fosfatavstånd	5,9 Å	7,0 Å	C: 5,7 Å, G: 6,1 Å
Sockerpucker	C3'-endo	C2'-endo	C: C2'-endo, G: C3'-endo
Diameter	23 Å (2,3 nm)	20 Å (2,0 nm)	18 Å (1,8 nm)

A/B-mellanprodukter

Forskning tyder också på att DNA i A-form kan hybridisera med det vanligare B-DNA:t. Dessa AB-mellanformer antar sockerrynningsegenskaperna och/eller baskonformationen hos båda DNA-formerna. I en studie återfinns den karakteristiska C3-endo-rynkningen på de tre första sockerarterna i DNA-strängen, medan de tre sista sockerarterna har en C2-endo-rynkning, som B-DNA. Dessa intermediärer kan bildas i vattenlösningar när cytosinbaserna metyleras eller bromeras, vilket förändrar konfigurationen. Alternativt har guanin- och cytosinrika fragment visat sig lätt omvandlas från B till A-form i vattenlösningar.

Biologisk funktion

A-DNA kan härledas från ett fåtal processer, inklusive uttorkning och proteinbindning. Uttorkning av DNA driver det till A-formen, som har visat sig skydda DNA under förhållanden som extrem uttorkning av bakterier. Proteinbindning kan också ta bort lösningsmedel från DNA och omvandla det till A-form, vilket avslöjas av strukturen hos flera hypertermofila arkeala virus. Dessa virus inkluderar stavformade rudivirus SIRV2 och SSRV1, höljeförsedda filamentösa lipothrixvirus AFV1, SFV1 och SIFV , tristromavirus PFV2 såväl som icosahedral portoglobovirus SPV1. DNA i A-form tros vara en av anpassningarna av hypertermofila arkeala virus till svåra miljöförhållanden där dessa virus frodas.

Det har föreslagits att motorerna som packar dubbelsträngat DNA i bakteriofager utnyttjar det faktum att A-DNA är kortare än B-DNA, och att konformationsförändringar i själva DNA:t är källan till de stora krafter som genereras av dessa motorer. Experimentella bevis för A-DNA som en intermediär i viral biomotorisk packning kommer från dubbelfärgade Förster resonansenergiöverföringsmätningar som visar att B-DNA förkortas med 24 % i en avstannad ("krossad") A-form mellanprodukt. I denna modell används ATP-hydrolys för att driva proteinkonformationsförändringar som alternativt dehydrerar och rehydrerar DNA:t, och DNA-förkortnings-/förlängningscykeln kopplas till en protein-DNA-grepp-/frisättningscykel för att generera framåtrörelsen som flyttar DNA in i kapsiden .

Se även

externa länkar