iBet uBet web content aggregator. Adding the entire web to your favor.
iBet uBet web content aggregator. Adding the entire web to your favor.



Link to original content: https://bs.wikipedia.org/wiki/Dvostruki_heliks_nukleinske_kiseline
Dvostruki heliks nukleinske kiseline - Wikipedia Idi na sadržaj

Dvostruki heliks nukleinske kiseline

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Dva komplementarna regiona molekula nukleinske kiseline će se vezati i formirati dvostruku spiralnu strukturu koju drže zajedno bazni parovi.

U molekulskoj biologiji, termin dvostruki heliks[1] odnosi se na strukturu koju formiraju dvolančane molekule nukleinske kiseline kao što je DNK. Dvostruka heliksna struktura kompleksa nukleinske kiseline nastaje kao posljedica njegove sekundarne strukture, i osnovna je komponenta u određivanju njegove tercijarne strukture. Termin je ušao u popularnu kulturu objavljivanjem 1968. godine knjige The Double Helix: A Personal Account of the Discovery of the Structure of DNK od strane Jamesa Watsona.

Dvostruku spiralu DNK biopolimera nukleinske kiseline drže zajedno nukleotidi baznih parova.[2] U B-DNK, najčešćoj dvostrukoj spiralnoj strukturi pronađenoj u prirodi, dvostruka spirala je desnoruka sa oko 10-10,5 parova baza po okretu.[3] Dvostruka heliksna struktura DNK sadrži „glavni žlijeb“ i „mali žlijeb“. U B-DNK glavni žlijeb je širi od manjeg žlijeba.[2] S obzirom na razliku u širinama glavnog i manjeg žlijeba, mnogi proteini koji se vezuju za B-DNK to čine kroz širi glavni žljeb.[4]

Historija

[uredi | uredi izvor]
Glavni članak: Historija molekularne biologije

Model dvostrukog heliksa DNK strukture je prvi put objavili su James Watson i Francis Crick u časopisu Nature, 1953.,[5] (X,Y,Z coordinates in 1954[6]) zasnovano na radu Rosalind Franklin i njenog učenika Raymonda Goslinga, koji su snimili presudnu rendgensku difrakcijsku sliku DNK označenu kao "Fotografija 51",[7][8] i Maurice Wilkins, Alexander Stokes, i Herbert Wilson,[9] i hemijske i biohemijske informacije uparivanja baza od Erwina Chargaffa.[10][11][12][13][14][15] Prethodni model je bio trostrukolančana DNK.[16]

Spoznaja da je struktura DNK struktura dvostrukog heliksa razjasnila je mehanizam uparivanja baza pomoću kojeg se genetičke informacije pohranjuju i kopiraju u živim organizmima i široko se smatra jednim od najvažnijih naučnih otkrića 20. stoljeća. Crick, Wilkins i Watson su 1962. dobili po jednu trećinu Nobelove nagrade za fiziologiju ili medicinu za svoj doprinos otkriću.[17]

Hibridizacija nukleinske kiseline

[uredi | uredi izvor]
Glavni članak: Termodinamika nukleinskih kiselina

Hibridizacija je proces komplementarnog vezivanja baznih parova kako bi se formirala dvostruka spirala. Topljenje je proces kojim se prekidaju interakcije između lanaca dvostrukog heliksa, razdvajajući dva lanca nukleinske kiseline. Ove veze su slabe, lahko se odvajaju blagim zagrijavanjem, enzimima ili mehaničkom silom. Topljenje se dešava prvenstveno na određenim tačkama nukleinske kiseline.[18] „T“ i „A“ bogate regije se lakše tope od „C“ i „G“ bogatih regija. Neki osnovni koraci (parovi) su takođe podložni topljenju DNK, kao što su „TA“ i „TG“.[19] Ove mehaničke karakteristike se odražavaju upotrebom sekvenci kao što je TATA na početku mnogih gena da pomognu RNK-polimerazama u topljenju DNK za transkripciju.

Odvajanje lanaca blagim zagrijavanjem, kao što se koristi u lančanoj reakciji polimeraze (PCR), je jednostavno, pod uvjetom da molekule imaju manje od oko 10.000 parova baza (10 kilobaznih parova, ili 10 kbp). Preplitanje lanaca DNK otežava odvajanje dugih segmenata.[20] Ćelija izbjegava ovaj problem dopuštajući svojim enzimima za topljenje DNK (helikazama) da rade istovremeno sa topoizomerazama, koje mogu hemijski cijepati fosfatnu kičmu jednog od lanaca, tako da se može okretati oko ostalog.[21] Helikaze odmotavaju niti kako bi olakšale napredovanje enzima koji čitaju sekvence kao što je DNK-polimeraza.[22]

Geometrija baznog para

[uredi | uredi izvor]
Geometrije baznog para

Geometrija baze ili koraka baznog para može se okarakterizirati sa 6 koordinata: pomak, klizanje, uspon, nagib, kotrljanje i uvijanje. Ove vrijednosti precizno definiraju lokaciju i orijentaciju u prostoru svake baze ili baznog para u molekulu nukleinske kiseline u odnosu na prethodnika duž ose spirale. Zajedno, oni karakteriziraju spiralnu strukturu molekula. U regijama DNK ili RNK gdje je poremećena normalna struktura, promjena ovih vrijednosti može se koristiti za opisivanje takvog poremećaja.

Za svaki bazni par, razmatran u odnosu na njegovog prethodnika, postoje sljedeće geometrije baznih parova koje treba razmotriti:[23][24][25]

  • Smicanje
  • Rastezanje
  • Kolebanje
  • Kopčanje
  • Propeler: rotacija jedne baze u odnosu na drugu u istom paru baza.
  • Otvaranje
  • Sječenje: pomicanje duž ose u ravni para baza okomito na prvu, usmjereno od malog prema glavnom žljebu.
  • Klizanje: pomicanje duž ose u ravni para baza usmjereno od jedne niti do druge.
  • Uspinjanje: pomicanje duž ose spirale.
  • Tiltovanje: rotacija oko ose pomaka.
  • Rolanje: rotacija oko ose klizanja.
  • Uvrtanje: rotacija oko ose uspona.
  • X-pomak
  • Y-pomak
  • Sklonost
  • Vrh
  • Nagib: visina po potpunom okretu spirale.

Uspon i uvijanje određuju pokretljivost i nagib spirale. Druge koordinate, nasuprot tome, mogu biti nula. Klizanje i pomak su obično mali u B-DNK, ali su značajni u A- i Z-DNK. Rolanje i naginjanje čine uzastopne parove osnova manje paralelnim i obično su mali.

Treba imati na umu da se "nagib" često različito koristio u naučnoj literaturi, odnoseći se na odstupanje prve osi para baza među lancima od okomitosti na os heliksa. Ovo odgovara klizanju između niza parova baza, a u koordinatama baziranim na spirali pravilno se naziva "nagib".

Heliksne geometrije

[uredi | uredi izvor]

Vjeruje se da se u prirodi nalaze najmanje tri DNK konformacije, A-DNK, B-DNK, i Z-DNK. Vjeruje se da u ćelijama prevladava oblik B koji su opisali James Watson i Francis Crick.[26] Široka je 23,7 Å i proteže se 34 Å na 10 bp sekvence. Dvostruka spirala napravi jedan potpuni okret oko svoje ose na svakih 10,4–10,5 parova baza u rastvoru. Ova učestalost uvijanja (nazvana spiralni "nagib") u velikoj mjeri ovisi o silama slaganja koje svaka baza djeluje na svoje susjede u lancu. Apsolutna konfiguracija baza određuje smjer spiralne krive za datu konformaciju.

A-DNK i Z-DNK značajno se razlikuju po svojoj geometriji i dimenzijama od B-DNK, iako i dalje formiraju heliksne strukture. Dugo se smatralo da se A oblik javlja samo u dehidriranim uzorcima DNK u laboratoriji, kao što su oni koji se koriste u kristalografskim eksperimentima, i u hibridnim uparivanjama lanaca DNK i RNK, ali dehidracija DNK se dešava in vivo, i za sada je poznato da A-DNK ima biološke funkcije. Segmenti DNK koje ćelije imaju metilirane za potrebe regulacije mogu usvojiti Z geometriju, u kojoj se lanci okreću oko heliksne ose suprotno od A-DNK i B-DNK. Postoje i dokazi da kompleksi protein-DNK formiraju Z-DNK strukture.

Moguće su i druge konformacije: A-DNK, B-DNK, C-DNK, E-DNK,[27] L-DNA (the enantiomeric form of D-DNA),[28] P-DNA,[29] S-DNA, Z-DNA, etc. have been described so far.[30] In fact, only the letters F, Q, U, V, and Y are now available to describe any new DNA structure that may appear in the future.[31][32] Međutim, većina ovih oblika stvorena je sintetski i nisu opažena u prirodnim biološkim sistemima. Postoje i oblici trostrukolančana DNK i četverostruki oblici kao što su G-kvadrupleks i i-motiv.

Structure A-, B- i Z-DNK
Osa spirale A-, B- i Z-DNK.
Strukturna obilježja tri glavna oblika DNK [33][34][35]
Geometrijski atributi A-DNK B-DNK Z-DNK
Heliksni smisao Desnoruki Desnoruki Ljevoruki
Ponavljajuća jedinica 1 bp 1 bp 2 bp
Rotacija/bp 32,7° 34,3° 60°/2
bp/obrtaj 11 10,5 12
Nagib bp prema osi +19° −1.2° −9°
Uspon/bp duž ose 2,3 Å (0.23 nm) 3,32 Å (0.332 nm) 3,8 Å (0,38 nm)
Nagib/okret heliksa 28,2 Å (2,82 nm) 33,2 Å (3,32 nm) 45,6 Å (4,56 nm)
Srednji obrt propelera +18° +16° 0°
Glikozilski ugao anti anti C: anti,
G: syn
Nabiranje šećera C3'-endo C2'-endo C: C2'-endo,
G: C2'-exo
Prečnik 23 Å (2,3 nm) 20 Å (2,0 nm) 18 Å (1,8 nm)

Žljebovi

[uredi | uredi izvor]
Glavni i mali žlijebovi DNK. Manji žljeb je vezno mjesto za boju Hoechst 33258.

Dvostruki heliksni lanci formiraju okosnicu DNK. Još jedna dvostruka spirala može se pronaći praćenjem razmaka ili žlijebova između niti. Ove praznine su u blizini baznih parova i mogu pružiti mjesto vezanja.[36] Kako niti nisu direktno suprotne jedna drugoj, žlijebovi su nejednake veličine. Jedan žlijeb, glavni žlijeb, širok je 22 Å, a drugi, manji žlijeb, širok je 12 Å.[37] Uskost manjeg žljeba znači da su rubovi baza lakše dostupni u glavnom žlijebu. Kao rezultat toga, proteini kao što su transkripcijski faktori, koji se mogu vezati za specifične sekvence u dvolančanoj DNK obično ostvaruju kontakte sa stranama baza koje su izložene u glavnom žljebu.[4] Ova situacija varira u neuobičajenim konformacijama DNK unutar ćelije (vidi dolje), ali glavni i manji žljebovi su uvijek imenovani tako da odražavaju razlike u veličini koje bi se mogle vidjeti ako se DNK vrati u obični B oblik.[38]

Nedvostruki heliksni oblici

[uredi | uredi izvor]

Alternativni neheliksni modeli su nakratko razmatrani kasnih 1970-ih kao potencijalno rješenje problema u replikaciji DNK u plazmidima i hromatinu. Međutim, modeli su stavljeni po strani u korist modela dvostrukog heliksa, zbog naknadnog eksperimentalnog napretka kao što je rendgenska kristalografija DNK dupleksa i kasnije čestica jezgra nukleosoma, te otkrića topoizomeraza. Također, nedvostruki heliksni modeli trenutno nisu prihvaćeni od strane glavnine naučne zajednice.[39][40]

Savijanje

[uredi | uredi izvor]

DNK je relativno krut polimer, tipski modeliran kao crvoliki lanac. Ima tri značajna stepena slobode; savijanje, uvijanje i kompresija, od kojih svaki uzrokuje određena ograničenja onoga što je moguće s DNK unutar ćelije. Krutost pri uvijanju i torziji je važna za cirkularizaciju DNK i orijentaciju proteina vezanih za DNK jedan u odnosu na drugi, a aksijalna krutost savijanja je važna za omotavanje DNK i cirkularizaciju i interakcije proteina. Kompresija-ekstenzija je relativno nevažna u odsustvu visoke napetosti.

Dužina postojanosti, aksijalna krutost

[uredi | uredi izvor]
Glavni članak: Dužina postojanosti
Primjeri sekvenci i njihove dužine postojanosti (B-DNK)
Sekvenca Dužina postojanosti
/parovi baza
Slučajnost 154±10
(CA)ponavljanje 133±10
(CAG)ponavljanje 124±10
(TATA)ponavljanje 137±10

DNK u rastvoru nema krutu strukturu, već kontinuirano mijenja konformaciju zbog termičkih vibracija i sudara s molekulama vode, što onemogućuje primjenu klasičnih mjera krutosti. Stoga se krutost DNK na savijanje mjeri dužinom postojanosti, definiranom kao:

Dužina DNK preko koje vremenski prosječna orijentacija polimera postaje nekorelirana faktorom e.

Ova vrijednost se može direktno izmjeriti pomoću mikroskopa atomske sile za direktnu sliku molekula DNK različitih dužina. U vodenom rastvoru, prosečna dužina postojanosti je 46–50 nm ili 140–150 parova baza (prečnik DNK je 2 nm), iako može značajno da varira. To čini DNK umjereno čvrstom molekulom.

Dužina postojanosti dijela DNK donekle ovisi o njegovoj sekvenci, a to može uzrokovati značajne varijacije. Varijacije su uglavnom uzrokovane energijama slaganja baze i ostacima koji se protežu u sporedni i glavni žlijeb.

Modeli savijanja DNK

[uredi | uredi izvor]
Stabilnost slaganja osnovnih koraka (B-DNK)[41]
Step Slaganje ΔG
/kcal mol−1
T A –0,19
T G or C A –0,55
C G –0,91
A G ili C T –1,06
A A ili T T –1,11
A T –1,34
G A ili T C –1,43
C C ili G G – 1,44
A C ili G T –1,81
G C –2,17

Na skalama dužine većim od dužina postojanosti, entropijska fleksibilnost DNK je izuzetno konzistentna sa standardnim modelima fizike polimera, kao što je Kratky-Porodov model crvoliki lanac.[42] U skladu sa modelom crvolikog lanca je zapažanje da je savijanje DNK također opisano Hookeovim zakonom pri vrlo malim (podpikonjutnskim) silama. Za segmente DNK manje od dužine postojanosti, sila savijanja je približno konstantna i ponašanje odstupa od predviđanja crvolikog lanca.

Ovaj efekt rezultira neuobičajenom lahkoćom cirkularizacije malih DNK molekula i većom vjerovatnoćom pronalaženja visoko savijenih dijelova DNK.[43]

Preferencija savijanja

[uredi | uredi izvor]

Molekule DNK često imaju preferirani smjer savijanja, tj. anizotropno savijanje. Ovo je, opet, zbog svojstava baza koje čine sekvencu DNK – slučajna sekvenca neće imati željeni smjer savijanja, tj. izotropno savijanje.

Preferirani smjer savijanja DNK određen je stabilnošću slaganja svake baze na drugu. Ako se nestabilni koraci slaganja baza uvijek nalaze na jednoj strani heliksa DNK, onda će se DNK preferencijalno savijati od tog smjera. Kako se ugao savijanja povećava, sterne prepreke i sposobnost kotrljanja ostataka u odnosu na druge također imaju ulogu, posebno u manjem žlijebu. Ostaci A i T će se prvenstveno naći u manjim žlijebovima na unutrašnjoj strani krivina. Ovaj efekat je posebno vidljiv u vezivanju DNK-protein, gdje je indukovano čvrsto savijanje DNK, kao što je nukleosomska čestica. Vidi gore izobličenja osnovnog koraka.

Molekule DNK sa izuzetnom preferencijom savijanja mogu postati suštinski savijeni. Ovo je prvi put uočeno u Tripanozomskoj kinetoplastnoj DNK. Tipske sekvence koje uzrokuju ovo sadrže dionice od 4-6 T i A ostataka razdvojenih G i C bogatim dijelovima koji drže A i T ostatke u fazi s molom žlijjeba na jednoj strani molekula. Naprimjer:

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
G A T T C C C A A A A A T G T C A A A A A A T A G G C A A A A A A T G C C A A A A A A T C C C A A A C

Intrinzično savijena struktura indukovana je međusobnim 'propelerskim uvijanjem' parova baza, što omogućava neobične razdvojene vodikove veze između osnovnih stepenica. Na višim temperaturama ova struktura je denaturirana i tako se gubi unutrašnji zavoj.

Sva DNK koja se savija anizotropno ima, u prosjeku, veću dužinu postojanosti i veću aksijalnu krutost. Ova povećana krutost je potrebna kako bi se spriječilo nasumično savijanje koje bi učinilo da molekula djeluje izotropno.

Cirkularizacija

[uredi | uredi izvor]

Cirkularizacija DNK ovisi i o aksijalnoj (savijanju) krutosti i torzijskoj (rotacijskoj) krutosti molekula. Da bi molekula DNK uspješno cirkularizirala, mora biti dovoljno duga da se lahko savija u cijeli krug i mora imati ispravan broj baza tako da su krajevi u ispravnoj rotaciji kako bi se omogućilo spajanje. Optimalna dužina za cirkularizaciju DNK je oko 400 parova baza (136 nm), sa integralnim brojem zavoja DNK heliksa, odnosno višekratnicima od 10,4 baznog para. Imati neintegralni broj zavoja predstavlja značajnu energetsku barijeru za cirkularizaciju, naprimjer molekula 10,4 x 30 = 312 baznih parova će cirkulirati stotine puta brže od molekula 10,4 x 30,5 ≈ 317 parova baza.[44]

Savijanje kratkih cirkularizovanih segmenata DNK je neujednačeno. Umjesto toga, za cirkularizirane segmente DNK manje od dužine postojanosti, savijanje DNK je lokalizirano na 1-2 pregiba koji se formiraju prvenstveno u segmentima bogatim AT. Ako je prisutan zarez, savijanje će biti lokalizirano na mjesto zareza.[43]

Istezanje

[uredi | uredi izvor]

Režim elastičnog istezanja

[uredi | uredi izvor]

Duži dijelovi DNK su entropijski elastični pod tenzijom. Kada je DNK u rastvoru, ona prolazi kroz kontinuirane strukturne varijacije zbog energije dostupne u termalnom kupatilu rastvarača. To je zbog termičke vibracije molekula u kombinaciji s kontinuiranim sudarima s molekulama vode. Zbog entropijskih razloga, kompaktnija opuštena stanja su termički dostupnija od rastegnutih stanja, pa se molekule DNK gotovo univerzalno nalaze u zamršenom opuštenom rasporedu. Iz tog razloga, jedna molekula DNK će se rastegnuti pod silom, ispravljajući se. Koristeći optičku pincetu, proučavano je i analizirano ponašanje DNK pri entropijskom istezanju iz fizike polimera, i otkriveno je da se DNK ponaša uglavnom kao Kratky-Porodov crvoliki lanac pod fiziološki dostupnim energetskim skalama.

Fazni prijelazi pod rastezanjem

[uredi | uredi izvor]

Pod dovoljnom napetošću i pozitivnim momentom, smatra se da DNK prolazi kroz fazni prijelaz s bazama koje se šire prema van, a fosfati se kreću u sredinu. Ova predložena struktura za prenapregnutu DNK nazvana je P-forma DNK, u čast Linusa Paulinga koji ju je prvobitno predstavio kao moguću strukturu DNK.[29]

Dokazi mehaničkog istezanja DNK u odsustvu nametnutog momenta ukazuju na tranziciju ili prelaze koji vode ka daljim strukturama koje se općenito nazivaju „S-oblik DNK“. Ove strukture još uvijek nisu definitivno okarakterisane, zbog poteškoća u izvođenju snimanja atomske rezolucije u rastvoru dok su pod primijenjenom silom, iako su napravljene mnoge studije kompjuterske simulacije (npr.,[45][46]).

Predložene strukture S-DNK uključuju one koje čuvaju slaganje parova baza i vodikovu vezu (obogaćene GC), dok oslobađaju ekstenziju naginjanjem, kao i strukture u kojima se odvija djelimično otapanje bazne grupe, dok je asocijacija baza-baza ipak sveukupno očuvana (obogaćen AT). Rosalind Franklin je ta koja je zaista otkrila dvostruku spiralu nukleinske kiseline.

Periodični lom snopa baznog para s prekidom koji se događa jednom na tri bp (dakle jedan od svaka tri bp-bp koraka) predložen je kao regularna struktura koja čuva planarnost osnovnog slaganja i oslobađa odgovarajuću količinu proširenja,[47] sa terminom "Σ-DNK" uveden kao mnemonički, sa tri desno okrenute tačke znaka Sigma koje služe kao podsjetnik na tri grupisana para baza. Pokazalo se da Σ oblik ima preferenciju sekvence za GNC motive za koje se vjeruje da su prema GNC hipotezi od evolucijske važnosti.[48]

Superzavojnica i topologija

[uredi | uredi izvor]
Glavni članak: DNK superzavojnica
Supernamotana struktura kružnih DNK molekula sa niskim uvijanjem. Heliksni aspekt DNK dupleksa je izostavljen radi jasnoće.

B-oblik heliksa DNK se okreće za 360° na 10,4-10,5 bp u odsustvu torzionog naprezanja. Ali mnogi molekulski biološki procesi mogu izazvati torzijsko naprezanje. Segment DNK sa viškom ili nedovoljnim spiralnim uvijanjem naziva se pozitivno ili negativno superspiraliziranje. DNK in vivo je tipski negativno namotana, što olakšava odmotavanje dvostruke spirale potrebne za transkripciju RNK.

Unutar ćelije većina DNK je topološki ograničena. DNK se obično nalazi u zatvorenim petljama (kao što su plazmidi u prokariotima) koji su topološki zatvoreni, ili kao vrlo duge molekule, čiji koeficijenti difuzije proizvode efektivno topološki zatvorene domene. Linearni dijelovi DNK su također obično vezani za proteine ili fizičke strukture (kao što su membrane) kako bi formirali zatvorene topološke petlje.

Francis Crick je bio jedan od prvih koji je predložio važnost povezivanja brojeva kada se razmatraju DNK superspirale. U radu objavljenom 1976. godine, Crick je ocrtao problem na sljedeći način:

U razmatranju superzavojnica formiranih od zatvorenih dvolančanih molekula DNK, potrebni su određeni matematički koncepti, kao što su broj povezivanja i zavoja. Objašnjeno je značenje ovih za zatvorenu traku, kao i značenje broja uvijanja zatvorene krive. Dati su neki jednostavni primjeri, od kojih neki mogu biti relevantni za strukturu hromatina.[49]

Analiza topologije DNK koristi tri vrijednosti:

  • L = broj povezivanja – koliko puta se jedan lanac DNK omota oko drugog. To je cijeli broj za zatvorenu petlju i konstanta za zatvoreni topološki domen.
  • T = twist – ukupni broj zavoja u dvolančanoj spirali DNK. Ovo će obično težiti da se približi broju zavoja koje topološki otvorena dvolančani heliks DNK oslobađa u rastvoru: broj baza/10,5, pod pretpostavkom da nema interkalacijskih agenasa (npr. etidij-bromid) ili drugih elemenata koji modifikuju krutost DNK.
  • W = writhe (stezanje) – broj zavoja dvolančane spirale DNK oko superhelikalne ose
  • L = T + W i ΔL = ΔT + ΔW

Svaka promjena T u zatvorenom topološkom domenu mora biti uravnotežena promjenom W, i obrnuto. Ovo rezultira strukturom višeg reda DNK. Kružna DNK molekula sa vijugom od 0 će biti kružna. Ako se uvijanje ove molekule naknadno poveća ili smanji supernamotavanjem, tada će se uvijanje na odgovarajući način izmijeniti, čineći molekulu podvrgnutom plektonemskom ili toroidnom superhelksnom namotavanju.

Kada se krajevi komada dvolančane spiralne DNK spoje tako da formira krug, lanci su topološki čvorovi. To znači da se pojedinačne niti ne mogu odvojiti bilo kojim procesom koji ne uključuje lomljenje niti (kao što je zagrijavanje). Zadatak raskidanja topološki povezanih lanaca DNK pripada enzimima koji se nazivaju topoizomerazama. Ovi enzimi su posvećeni raspletu kružne DNK, cijepanjem jednog ili oba lanca tako da drugi dvolančani ili jednolančani segment može proći. Ovo raskidanje čvorova je potrebno za replikaciju kružne DNK i različite tipove rekombinacija u linearnoj DNK koji imaju slična topološka ograničenja.

Paradoks broja povezivanja

[uredi | uredi izvor]

Dugi niz godina, porijeklo rezidualnog supersmotanja u eukariotskim genomima ostalo je nejasno. Ovu topološku zagonetku neki su nazvali „paradoksom broja povezivanja ".[50] Međutim, kada su eksperimentalno određene strukture nukleosoma pokazale preokrenuti ljevoruki omotač DNK oko histonskih oktamera,[51][52] naučna zajednica je smatrala da je ovaj "paradoks" riješen.

Također pogledajte

[uredi | uredi izvor]

Reference

[uredi | uredi izvor]
  1. ^ Kabai, Sándor (2007). "Double Helix". The Wolfram Demonstrations Project.
  2. ^ a b Alberts; et al. (1994). The Molecular Biology of the Cell. New York: Garland Science. ISBN 978-0-8153-4105-5.
  3. ^ Wang JC (1979). "Helical repeat of DNA in solution". PNAS. 76 (1): 200–203. Bibcode:1979PNAS...76..200W. doi:10.1073/pnas.76.1.200. PMC 382905. PMID 284332.
  4. ^ a b Pabo C, Sauer R (1984). "Protein-DNA recognition". Annu Rev Biochem. 53: 293–321. doi:10.1146/annurev.bi.53.070184.001453. PMID 6236744.
  5. ^ James Watson and Francis Crick (1953). "A structure for deoxyribose nucleic acid" (PDF). Nature. 171 (4356): 737–738. Bibcode:1953Natur.171..737W. doi:10.1038/171737a0. PMID 13054692. S2CID 4253007.
  6. ^ Crick F, Watson JD (1954). "The Complementary Structure of Deoxyribonucleic Acid". Proceedings of the Royal Society of London. 223, Series A (1152): 80–96. Bibcode:1954RSPSA.223...80C. doi:10.1098/rspa.1954.0101.
  7. ^ "Due credit". Nature. 496 (7445): 270. 18. 4. 2013. doi:10.1038/496270a. PMID 23607133.
  8. ^ Witkowski J (2019). "The forgotten scientists who paved the way to the double helix". Nature. 568 (7752): 308–309. Bibcode:2019Natur.568..308W. doi:10.1038/d41586-019-01176-9.
  9. ^ Wilkins MH, Stokes AR, Wilson HR (1953). "Molecular Structure of Deoxypentose Nucleic Acids" (PDF). Nature. 171 (4356): 738–740. Bibcode:1953Natur.171..738W. doi:10.1038/171738a0. PMID 13054693. S2CID 4280080.
  10. ^ Elson D, Chargaff E (1952). "On the deoxyribonucleic acid content of sea urchin gametes". Experientia. 8 (4): 143–145. doi:10.1007/BF02170221. PMID 14945441. S2CID 36803326.
  11. ^ Chargaff E, Lipshitz R, Green C (1952). "Composition of the deoxypentose nucleic acids of four genera of sea-urchin". J Biol Chem. 195 (1): 155–160. doi:10.1016/S0021-9258(19)50884-5. PMID 14938364.
  12. ^ Chargaff E, Lipshitz R, Green C, Hodes ME (1951). "The composition of the deoxyribonucleic acid of salmon sperm". J Biol Chem. 192 (1): 223–230. doi:10.1016/S0021-9258(18)55924-X. PMID 14917668.
  13. ^ Chargaff E (1951). "Some recent studies on the composition and structure of nucleic acids". J Cell Physiol Suppl. 38 (Suppl).
  14. ^ Magasanik B, Vischer E, Doniger R, Elson D, Chargaff E (1950). "The separation and estimation of ribonucleotides in minute quantities". J Biol Chem. 186 (1): 37–50. doi:10.1016/S0021-9258(18)56284-0. PMID 14778802.
  15. ^ Chargaff E (1950). "Chemical specificity of nucleic acids and mechanism of their enzymatic degradation". Experientia. 6 (6): 201–209. doi:10.1007/BF02173653. PMID 15421335. S2CID 2522535.
  16. ^ Pauling L, Corey RB (Feb 1953). "A proposed structure for the nucleic acids". Proc Natl Acad Sci U S A. 39 (2): 84–97. Bibcode:1953PNAS...39...84P. doi:10.1073/pnas.39.2.84. PMC 1063734. PMID 16578429.
  17. ^ "Nobel Prize - List of All Nobel Laureates".
  18. ^ Breslauer KJ, Frank R, Blöcker H, Marky LA (1986). "Predicting DNA duplex stability from the base sequence". PNAS. 83 (11): 3746–3750. Bibcode:1986PNAS...83.3746B. doi:10.1073/pnas.83.11.3746. PMC 323600. PMID 3459152.
  19. ^ Owczarzy, Richard (28. 8. 2008). "DNA melting temperature - How to calculate it?". High-throughput DNA biophysics. owczarzy.net. Arhivirano s originala, 30. 4. 2015. Pristupljeno 2. 10. 2008.
  20. ^ Raq, Bio (2016). Chromosome 16: PV92 PCR Informatics Kit (jezik: engleski) (1st izd.). SAD: Biotechnology Explorer. str. 104.
  21. ^ "Chapter 9: DNA Replication – Chemistry" (jezik: engleski). Pristupljeno 10. 6. 2022.
  22. ^ Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002). "DNA Replication Mechanisms". Molecular Biology of the Cell. 4th Edition (jezik: engleski).
  23. ^ Dickerson RE (1989). "Definitions and nomenclature of nucleic acid structure components". Nucleic Acids Res. 17 (5): 1797–1803. doi:10.1093/nar/17.5.1797. PMC 317523. PMID 2928107.
  24. ^ Lu XJ, Olson WK (1999). "Resolving the discrepancies among nucleic acid conformational analyses". J Mol Biol. 285 (4): 1563–1575. doi:10.1006/jmbi.1998.2390. PMID 9917397.
  25. ^ Olson WK, Bansal M, Burley SK, Dickerson RE, Gerstein M, Harvey SC, Heinemann U, Lu XJ, Neidle S, Shakked Z, Sklenar H, Suzuki M, Tung CS, Westhof E, Wolberger C, Berman HM (2001). "A standard reference frame for the description of nucleic acid base-pair geometry". J Mol Biol. 313 (1): 229–237. doi:10.1006/jmbi.2001.4987. PMID 11601858.
  26. ^ Richmond; Davey, CA; et al. (2003). "The structure of DNA in the nucleosome core". Nature. 423 (6936): 145–150. Bibcode:2003Natur.423..145R. doi:10.1038/nature01595. PMID 12736678. S2CID 205209705.
  27. ^ Vargason JM, Eichman BF, Ho PS (2000). "The extended and eccentric E-DNA structure induced by cytosine methylation or bromination". Nature Structural Biology. 7 (9): 758–761. doi:10.1038/78985. PMID 10966645. S2CID 4420623.
  28. ^ Hayashi G, Hagihara M, Nakatani K (2005). "Application of L-DNA as a molecular tag". Nucleic Acids Symp Ser (Oxf). 49 (1): 261–262. doi:10.1093/nass/49.1.261. PMID 17150733.
  29. ^ a b Allemand JF, Bensimon D, Lavery R, Croquette V (1998). "Stretched and overwound DNA forms a Pauling-like structure with exposed bases". PNAS. 95 (24): 14152–14157. Bibcode:1998PNAS...9514152A. doi:10.1073/pnas.95.24.14152. PMC 24342. PMID 9826669.
  30. ^ List of 55 fiber structures Arhivirano 26. 5. 2007. na Wayback Machine
  31. ^ Bansal M (2003). "DNA structure: Revisiting the Watson-Crick double helix". Current Science. 85 (11): 1556–1563.
  32. ^ Ghosh A, Bansal M (2003). "A glossary of DNA structures from A to Z". Acta Crystallogr D. 59 (4): 620–626. doi:10.1107/S0907444903003251. PMID 12657780.
  33. ^ Rich A, Norheim A, Wang AH (1984). "The chemistry and biology of left-handed Z-DNA". Annual Review of Biochemistry. 53: 791–846. doi:10.1146/annurev.bi.53.070184.004043. PMID 6383204.
  34. ^ Sinden, Richard R (15. 1. 1994). DNA structure and function (1st izd.). Academic Press. str. 398. ISBN 0-12-645750-6.
  35. ^ Ho PS (27. 9. 1994). "The non-B-DNA structure of d(CA/TG)n does not differ from that of Z-DNA". Proc Natl Acad Sci USA. 91 (20): 9549–9553. Bibcode:1994PNAS...91.9549H. doi:10.1073/pnas.91.20.9549. PMC 44850. PMID 7937803.
  36. ^ "Double Helix". Genome.gov (jezik: engleski). Pristupljeno 10. 6. 2022.
  37. ^ Wing R, Drew H, Takano T, Broka C, Tanaka S, Itakura K, Dickerson R (1980). "Crystal structure analysis of a complete turn of B-DNA". Nature. 287 (5784): 755–8. Bibcode:1980Natur.287..755W. doi:10.1038/287755a0. PMID 7432492. S2CID 4315465.
  38. ^ Neidle, Stephen; Sanderson, Mark (2022), "DNA structure as observed in fibres and crystals", Principles of Nucleic Acid Structure (jezik: engleski), Elsevier, str. 53–108, doi:10.1016/B978-0-12-819677-9.00007-X, ISBN 9780128196779, S2CID 239504252 Provjerite vrijednost parametra |s2cid= (pomoć), pristupljeno 10. 6. 2022
  39. ^ Stokes, T. D. (1982). "The double helix and the warped zipper—an exemplary tale". Social Studies of Science. 12 (2): 207–240. doi:10.1177/030631282012002002. PMID 11620855. S2CID 29369576.
  40. ^ Gautham, N. (25. 5. 2004). "Response to 'Variety in DNA secondary structure'" (PDF). Current Science. 86 (10): 1352–1353. Pristupljeno 25. 5. 2012. However, the discovery of topoisomerases took "the sting" out of the topological objection to the plectonaemic double helix. The more recent solution of the single crystal X-ray structure of the nucleosome core particle showed nearly 150 base pairs of the DNA (i.e., about 15 complete turns), with a structure that is in all essential respects the same as the Watson–Crick model. This dealt a death blow to the idea that other forms of DNA, particularly double helical DNA, exist as anything other than local or transient structures.[trajno mrtav link]
  41. ^ Protozanova E, Yakovchuk P, Frank-Kamenetskii MD (2004). "Stacked–Unstacked Equilibrium at the Nick Site of DNA". J Mol Biol. 342 (3): 775–785. doi:10.1016/j.jmb.2004.07.075. PMID 15342236.
  42. ^ Shimada J, Yamakawa H (1984). "Ring-Closure Probabilities for Twisted Wormlike Chains. Application to DNA". Macromolecules. 17 (4): 4660–4672. Bibcode:1984MaMol..17..689S. doi:10.1021/ma00134a028.
  43. ^ a b Harrison RM, Romano F, Ouldridge TE, Louis AA, Doye JP (2019). "Identifying Physical Causes of Apparent Enhanced Cyclization of Short DNA Molecules with a Coarse-Grained Model". Journal of Chemical Theory and Computation. 15 (8): 4660–4672. doi:10.1021/acs.jctc.9b00112. PMC 6694408. PMID 31282669.
  44. ^ Travers, Andrew (2005). "DNA Dynamics: Bubble 'n' Flip for DNA Cyclisation?". Current Biology. 15 (10): R377–R379. doi:10.1016/j.cub.2005.05.007. PMID 15916938. S2CID 10568179.
  45. ^ Konrad MW, Bolonick JW (1996). "Molecular dynamics simulation of DNA stretching is consistent with the tension observed for extension and strand separation and predicts a novel ladder structure". Journal of the American Chemical Society. 118 (45): 10989–10994. doi:10.1021/ja961751x.
  46. ^ Roe DR, Chaka AM (2009). "Structural basis of pathway-dependent force profiles in stretched DNA". Journal of Physical Chemistry B. 113 (46): 15364–15371. doi:10.1021/jp906749j. PMID 19845321.
  47. ^ Bosaeus N, Reymer A, Beke-Somfai T, Brown T, Takahashi M, Wittung-Stafshede P, Rocha S, Nordén B (2017). "A stretched conformation of DNA with a biological role?". Quarterly Reviews of Biophysics. 50: e11. doi:10.1017/S0033583517000099. PMID 29233223.
  48. ^ Taghavi A, van Der Schoot P, Berryman JT (2017). "DNA partitions into triplets under tension in the presence of organic cations, with sequence evolutionary age predicting the stability of the triplet phase". Quarterly Reviews of Biophysics. 50: e15. doi:10.1017/S0033583517000130. PMID 29233227.
  49. ^ Crick FH (1976). "Linking numbers and nucleosomes". Proc Natl Acad Sci USA. 73 (8): 2639–43. Bibcode:1976PNAS...73.2639C. doi:10.1073/pnas.73.8.2639. PMC 430703. PMID 1066673.
  50. ^ Prunell A (1998). "A topological approach to nucleosome structure and dynamics: the linking number paradox and other issues". Biophys J. 74 (5): 2531–2544. Bibcode:1998BpJ....74.2531P. doi:10.1016/S0006-3495(98)77961-5. PMC 1299595. PMID 9591679.
  51. ^ Luger K, Mader AW, Richmond RK, Sargent DF, Richmond TJ (1997). "Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 A resolution". Nature. 389 (6648): 251–260. Bibcode:1997Natur.389..251L. doi:10.1038/38444. PMID 9305837. S2CID 4328827.
  52. ^ Davey CA, Sargent DF, Luger K, Maeder AW, Richmond TJ (2002). "Solvent mediated interactions in the structure of the nucleosome core particle at 1.9 Å resolution". Journal of Molecular Biology. 319 (5): 1097–1113. doi:10.1016/S0022-2836(02)00386-8. PMID 12079350.

Vanjski linkovi

[uredi | uredi izvor]
Commons logo
Commons logo
Commons ima datoteke na temu: Dvostruki heliks nukleinske kiseline
Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Dvostruki_heliks_nukleinske_kiseline&oldid=3557264"