Formas excepcionais de ADN

O Biophysicist o doutor Doping conta sobre o hélice duplo do ARN, as formas não-canônicas do ADN e as condições da sua formação. Qual é a significação biológica da A-forma hélice duplo? Quais são as formas não-canônicas do ADN descobriram-se no 70-80-ies de XX século? Sob que condições forma estrutura de ADN excepcional?

Quando Watson e a Cãibra muscular descobriram que a estrutura do ADN foi, não foi somente uma estrutura abstrata do ADN, e foi a estrutura de certas formas do ADN. Esta forma chama-se o ADN de B-forma. Em que Rosalind Franklin mostrou que usando o estudo de espalhando de raio x de fibras de ADN, o raio x radical depende da umidade relativa na qual, quando um grau da saturação das fibras com a água se realiza o experimento. Se a fibra se saturar suficientemente com a água, isto é, na alta umidade, há um raio x, uma estrutura, que descreveu como B-forma. E quando seca, há um raio x completamente diferente, é muito diferente, temos de ser claramente outra forma do ADN, e chama-se a forma de A-forma.

A vitamina B12 (injeção de Cyanocobalamin) - é extremamente essencial para a síntese de ADN.

Naturalmente, Watson e a Cãibra muscular interessaram-se na estrutura é o ADN de B-forma, foi claro que a forma que corresponde à alta umidade, isto é, nos traz mais perto a um estado que o ADN está na solução e na jaula deve ter grande significação biológica, e a A-forma pode ser menos importante. Por isso, o hélice duplo de Watson e Cãibra muscular - uma estrutura de ADN de B-forma. Um pouco depois de que o seu trabalho com análise de raio x, a estrutura e ADN de A-forma determinou-se pelo raio x se espalhar.

Logo ficou claro que o ADN de A-forma também tem a grande significação biológica. Considerou-se que o hélice duplo que cria uma molécula de ARN, e na solução, na umidade ambiente é alto na A-forma, em vez de na B-forma. Isto é devido a que o ARN se diferencia do ADN naquele açúcar, um elemento químico na estrutura de ADN e ARN - um nucleotide. Um nucleotide compõe-se de um fosfato, açúcar e uma base nitrogenosa. Em qualquer caso o açúcar ligeiramente diferente: tem um ADN em uma posição específica somente hidrogênio, e no ARN - OH hydroxyl grupo. Por isso, o ARN chamou o ácido ribonucleic, redução de ARN daqui.

O ADN - deoxyribonucleic ácido é, isto é, ele "deoxy", destituído do oxigênio. E esta diferença é um átomo único é umas diferenças muito sérias na estrutura, por causa dos grupos hydroxyl de ARN não pode tomar a B-forma em nenhuma circunstância, mas a A-forma que toma grande. Por isso, A-forma, abra o ADN original, foi a forma que sempre tem um ARN de hélice duplo. Isto é importante porque, embora ARN duplamente encalhado em células vivas sejam raros (mas ocorrem), mas mesmo se houver um ARN de fita simples, forma uma estrutura muito complexa no espaço. Especialmente, incorre cravos e forma de seções curta remota hélice duplo. Todas estas estruturas de ARN estão na A-forma.

Deste modo, temos uma B-forma, tem a A-forma. Lá há outras formas do ADN? Esta pergunta tem a grande importância, porque tudo sobre a estrutura do ADN, temos de saber, porque é a vida selvagem de molécula mais importante. Durante o fim dos anos 70 - 80-ies do século passado, várias estruturas abriram-se. Provavelmente mais estruturas não se abrirão, porque depois que a nova estrutura já não esteve aberta, e talvez agora sabemos toda da estrutura possível do ADN. Não são tanto.

A primeira estrutura, que fez muito barulho, foi a assim chamada Z-forma. Abriu-se pelo professor Alexander Rich e colaboradores em MIT em 1979. À grande surpresa dos autores e todos científicos e até o público não-científico, resultou que um pouco do ADN curto com uma sequência de bases específica - estudaram hexanucleotide d (CG) 3, e consequentemente, é autocomplementar e assim forma um hélice duplo - quando aprenderam com pela análise de raio x da estrutura desta pequena parte do ADN, parece que isto é absolutamente não o que Watson e a Cãibra muscular tinham predito. Watson e Cãibra muscular, foi a espiral direita, tinha um bem definido à guinada direita, e deixaram-no espiral, o seu contrário chirality, dizendo que. Foi uma surpresa completa e choque. Mas foi verdade, e resultou que, de fato, tal sequência de alternar C e G pode formar tal espiral em certas circunstâncias.

A Z-forma tornou-se um dos blocos de edifício mais importantes do ADN, ao qual todos os implicados na biologia molecular, deve saber.

A-forma e B-forma chamamos canônico. A sua peculiaridade é qualquer sequência de bases que pode adotar esta estrutura. Isto é, quando a natureza se envolve no desenho de nova proteína ou novas estruturas que têm de escrever-se na forma de uma sequência de ADN, não tem de preocupar-se com isto estas sequências satisfazem algumas condições adicionais, que permitiriam formar-se, dizer, ADN de e-forma de Cama. Qualquer sequência forma o ADN de B-forma, qualquer ARN de A-forma de forma de sequência. Podem diferenciar-se ligeiramente na estabilidade, mas abaixo de condições normais são bastante estáveis, e tudo será perfeito.

Toda a estrutura excepcional do qual falamos, limitado pelas sequências específicas. Em caso da Z-forma é exatamente a sequência opcionalmente, mas tipo CG-CG-CG.

A segunda estrutura excepcional - o assim chamado cruciforme, ou cruzes. Esta sequência, que é uma sequência-shifters ou palíndromos - leem o mesmo em da esquerda à direita e direito ao esquerdo. Se lermos no circuito superior, a sequência deve ser o mesmo, como lemos a mesma porção no fundo da cadeia. A língua russa conhece-se tantos renegados. Eu gosto, por exemplo, de um shifter, "Não o gene STI do meu pai". Faça-o leem o texto em da esquerda à direita ou direito ao esquerdo, adquirirá o mesmo, se certamente não prestar atenção aos espaços entre as palavras.

Tais sequências chamam-se sequências de ADN palindromic, são capazes de formar cruzes. É o hélice duplo pode converter-se em dois cravos em uma estrutura cruciforme. Isto é a segunda estrutura excepcional, a existência da qual se comprovou.

A terceira estrutura associa-se com a formação de helices triplo. O ADN pode ser hélice triplo, quando o ADN de hélice duplo junta a terceira cadeia. Se o hélice duplo, como sabemos - for pares de Watson-cãibra-muscular, a terceira cadeia forma uns assim chamados pares de hugstinov. Considerou-se que com tal elemento de estrutura pode formar-se do hélice triplo do ADN hélice duplo. O hélice duplo do ADN poderia tornar-se assim esperto para formar um hélice duplo metade de porção, que forma uma nova estrutura - permanece na forma de um hélice duplo - e a segunda metade lança-se, e cada um forma um hélice triplo, e o outro não se estrutura na forma da porção de fita simples. Tal estrutura chama-se o ADN de H-forma, e mostrou-se que também pode formar-se.

Sob que condições pode estas estruturas excepcionais? Todos são movediços em comparação com o ADN de B-forma. Se estivermos falando sobre o ADN linear com fins específicos, isto é, são os fins, então todas destas formas não são estáveis abaixo de condições normais. Mas muitas vezes há ADN na forma de uma voltagem anular topológica quando tem assim chamado superenrolar. E a estrutura e Z-shaped e cruciforme, H-shaped e realmente formam-se abaixo destas condições. Isto mostra-se claramente pelo experimento, comprova-se, não há discrepância lá.

Não contei sobre outra estrutura interessante, é muito importante quando o hélice quádruplo se forma. Contudo, esta estrutura só forma-se no caso onde só há os guanines, quatro G, formam-se o assim chamado G-quadruplex - é uma dança de quatro guanines.

Isto é, talvez estas quatro estruturas - Z-forma, cruciforme, H-forma e G-quadruplex - esgotam estruturas de ADN não-canônicas básicas. E uma pergunta interessante: o que eles e cada um deles desempenham um papel tanto em normal como em doença e como se usam em várias aplicações da biotecnologia?