A-DNA - A-DNA
A-DNA je jednou z možných dvojitých šroubovicových struktur, které DNA může adoptovat. A-DNA je považována za jednu ze tří biologicky aktivních dvojitých šroubovicových struktur spolu s B-DNA a Z-DNA. Jedná se o pravotočivou dvojšroubovici, která je docela podobná běžnější formě B-DNA, ale s kratší a kompaktnější spirálovou strukturou, jejíž základní páry nejsou kolmé k ose šroubovice jako v B-DNA. Objevil jej Rosalind Franklin, který také pojmenoval formy A a B. Ukázala, že DNA je při dehydratačních podmínkách vháněna do formy A. Takové podmínky se běžně používají k tvorbě krystalů a mnoho krystalových struktur DNA je ve formě A.[1] Stejná šroubovicová konformace se vyskytuje v dvouvláknových RNA a v hybridních dvoušroubovicích DNA-RNA.
Struktura
A-DNA je docela podobná B-DNA vzhledem k tomu, že se jedná o pravotočivou dvojitou šroubovici s hlavními a vedlejšími drážkami. Jak však ukazuje níže uvedená srovnávací tabulka, dochází k mírnému nárůstu počtu párů bází (bp) na otáčku (což má za následek menší úhel zkroucení) a menšímu nárůstu na pár bází (tvorba A-DNA o 20–25% kratší než B-DNA). Hlavní rýha A-DNA je hluboká a úzká, zatímco malá rýha je široká a mělká. A-DNA je širší a zjevně více stlačená podél své osy než B-DNA.[2]
Srovnávací geometrie nejběžnějších forem DNA


Atribut geometrie: | Formulář A. | B-forma | Z-forma |
---|---|---|---|
Spirála smysl | pravák | pravák | levák |
Opakující se jednotka | 1 bp | 1 bp | 2 bp |
Rotace / bp | 32.7° | 34.3° | 60°/2 |
Střední bp / tah | 11 | 10 | 12 |
Sklon bp k ose | +19° | −1.2° | −9° |
Rise / bp podél osy | 2,6 Å (0,26 nm) | 3,4 Å (0,34 nm) | 3,7 Å (0,37 nm) |
Náběh / otočení šroubovice | 28,6 Å (2,86 nm) | 35,7 Å (3,57 nm) | 45,6 Å (4,56 nm) |
Střední kroucení vrtule | +18° | +16° | 0° |
Glykosylový úhel | proti | proti | pyrimidin: anti, purin: syn |
Vzdálenost nukleotidů od fosfátů k fosfátům | 5,9 Å | 7,0 Å | C: 5,7 Å, G: 6,1 Å |
Cukr svraštit | C3'-endo | C2'-endo | C: C2'-endo, G: C3'-endo |
Průměr | 23 Å (2,3 nm) | 20 Å (2,0 nm) | 18 Å (1,8 nm) |
Biologická funkce
Dehydratace DNA ji vede do formy A, což zjevně chrání DNA za podmínek, jako je extrémní vysušení bakterií.[3] Vazba na bílkoviny může také odstranit rozpouštědlo z DNA a převést jej na formu A, jak ukazuje struktura několika hypertermofilních archaálních virů, včetně tyčinkovitých rudiviry SIRV2 [4] a SSRV1,[5] obalené vlákno lipothrixviry AFV1,[6] SFV1 [7] a SIFV,[5] tristromavirus PFV2 [8] stejně jako icosahedral portoglobovirus SPV1.[9] Předpokládá se, že A-forma DNA je jednou z adaptací hypertermofilních archaálních virů na drsné podmínky prostředí, ve kterých se těmto virům daří.
Bylo navrženo, aby motory, které obsahují dvouvláknovou DNA v bakteriofágech, využívaly skutečnosti, že A-DNA je kratší než B-DNA, a že konformační změny v samotné DNA jsou zdrojem velkých sil generovaných těmito motory.[10] Experimentální důkazy o A-DNA jako meziproduktu v balení virových biomotorů pocházejí z dvojitého barviva Försterův přenos rezonanční energie měření ukazující, že B-DNA je zkrácena o 24% v zastaveném ("zkrouceném") meziproduktu A-formy.[11][12] V tomto modelu se hydrolýza ATP používá k řízení proteinových konformačních změn, které alternativně dehydratují a rehydratují DNA, a cyklus zkrácení / prodloužení DNA je spojen s cyklem uchopení / uvolnění proteinu a DNA za účelem generování dopředného pohybu, který pohybuje DNA do kapsidy .
Viz také
Reference
- ^ Rosalind, Franklin (1953). „Struktura vláken thymonukleátu sodného. I. Vliv obsahu vody“ (PDF). Acta Crystallographica. 6 (8): 673–677. doi:10,1107 / s0365110x53001939.
- ^ Dickerson, Richard E. (1992). Struktura DNA od A do Z. Metody v enzymologii. 211. str.67–111. doi:10.1016/0076-6879(92)11007-6. ISBN 9780121821128. PMID 1406328 - prostřednictvím Elsevier Science Direct.
- ^ Whelan DR a kol. (2014). „Detekce masového a reverzibilního konformačního přechodu B- na A-DNA u prokaryot v reakci na vysychání“. Rozhraní J R Soc. 11 (97): 20140454. doi:10.1098 / rsif.2014.0454. PMC 4208382. PMID 24898023.
- ^ Di Maio F, Egelman EH a kol. (2015). „Virus, který infikuje hypertermofil, enkapsiduje DNA ve formě A“. Věda. 348 (6237): 914–917. Bibcode:2015Sci ... 348..914D. doi:10.1126 / science.aaa4181. PMC 5512286. PMID 25999507.
- ^ A b Wang, F; Baquero, DP; Beltran, LC; Su, Z; Osinski, T; Zheng, W; Prangishvili, D; Krupovic, M; Egelman, EH (5. srpna 2020). „Struktury vláknitých virů infikujících hypertermofilní archy vysvětlují stabilizaci DNA v extrémních podmínkách“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 117 (33): 19643–19652. doi:10.1073 / pnas.2011125117. PMID 32759221.
- ^ Kasson, P; DiMaio, F; Yu, X; Lucas-Staat, S; Krupovic, M; Schouten, S; Prangishvili, D; Egelman, EH (2017). „Model nové membránové obálky vláknitého hypertermofilního viru“. eLife. 6: e26268. doi:10,7554 / eLife.26268. PMC 5517147. PMID 28639939.
- ^ Liu, Y; Osinski, T; Wang, F; Krupovic, M; Schouten, S; Kasson, P; Prangishvili, D; Egelman, EH (2018). "Strukturální konzervace ve vláknitém viru obaleném membránou infikujícím hypertermofilní acidofil". Příroda komunikace. 9 (1): 3360. Bibcode:2018NatCo ... 9.3360L. doi:10.1038 / s41467-018-05684-6. PMC 6105669. PMID 30135568.
- ^ Wang, F; Baquero, DP; Su, Z; Osinski, T; Prangishvili, D; Egelman, EH; Krupovic, M (2020). „Struktura vláknitého viru odkrývá rodinné vazby v archaické virosféře“. Evoluce virů. 6 (1): veaa023. doi:10.1093 / ve / veaa023. PMC 7189273. PMID 32368353.
- ^ Wang, F; Liu, Y; Su, Z; Osinski, T; de Oliveira, GAP; Conway, JF; Schouten, S; Krupovic, M; Prangishvili, D; Egelman, EH (2019). „Balení pro DNA ve formě A v ikosahedrálním viru“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 116 (45): 22591–22597. doi:10.1073 / pnas.1908242116. PMC 6842630. PMID 31636205.
- ^ Harvey, SC (2015). „Hypotéza scrunchworm: Přechody mezi A-DNA a B-DNA poskytují hnací sílu pro balení genomu v dvouvláknových DNA bakteriofágech“. Journal of Structural Biology. 189 (1): 1–8. doi:10.1016 / j.jsb.2014.11.012. PMC 4357361. PMID 25486612.
- ^ Oram, M (2008). "Modulace balicí reakce bakteriofágové t4 terminázy strukturou DNA". J Mol Biol. 381 (1): 61–72. doi:10.1016 / j.jmb.2008.05.074. PMC 2528301. PMID 18586272.
- ^ Ray, K (2010). „Křupování DNA virovým obalovým motorem: Komprese procapsidového portálu zastaveného substrátu Y-DNA“. Virologie. 398 (2): 224–232. doi:10.1016 / j.virol.2009.11.047. PMC 2824061. PMID 20060554.