Formas extrañas de ADN

El Biophysicist el Dr. Doping cuenta sobre la doble hélice del ARN, las formas no canónicas del ADN y las condiciones de su formación. ¿Cuál es el significado biológico de A-form doble hélice? ¿Cuáles son las formas no canónicas del ADN se descubrieron en el 70-80-ies de XX siglo? ¿Bajo qué condiciones forma estructura del ADN extraña?

Cuando Watson y el Calambre descubrieron que la estructura de ADN era, no era sólo una estructura abstracta del ADN, y era la estructura de ciertas formas del ADN. Esta forma se llama el ADN B-form. Cuando Rosalind Franklin mostró que usando el estudio de dispersando del rayo X de fibras del ADN, el rayo X radical depende de la humedad relativa en la cual, cuando un nivel de saturación de las fibras con el agua ocurre el experimento. Si la fibra suficientemente se satura con el agua, es decir en la humedad alta, hay un rayo X, una estructura, que describió como B-form. Y cuando seca, hay un rayo X completamente diferente, es muy diferente, tenemos que ser claramente otra forma del ADN, y se llama la forma de la A-forma.

La vitamina B12 (inyección de Cyanocobalamin) - es muy esencial para la síntesis del ADN.

Naturalmente, Watson y el Calambre se interesaron en la estructura es el ADN B-form, estaba claro que la forma que equivale a la humedad alta, es decir nos trae más cerca a un estado que el ADN está en la solución y en la jaula debería tener el gran significado biológico, y A-form puede ser menos importante. Por lo tanto, la doble hélice de Watson y Calambre - una estructura de ADN B-form. Poco después de que su trabajo con análisis del rayo X, la estructura y ADN A-form fue determinado por el rayo X dispersarse.

Pronto se hizo claro que el ADN A-form también tiene el gran significado biológico. Se encontró que la doble hélice que crea una molécula del ARN, y en la solución, en la humedad ambiental es alta en el A-form, más bien que en el B-form. Esto es debido a que el ARN se diferencia del ADN en ese azúcar, un elemento químico en la estructura de ADN y ARN - un nucleotide. Un nucleotide consiste en un fosfato, azúcar y una base nitrogenada. En el uno o el otro caso el azúcar ligeramente diferente: tiene un ADN en una posición específica sólo hidrógeno, y en el ARN - AH hydroxyl grupo. Por lo tanto, el ARN llamó el ácido ribonucleico, reducción del ARN de aquí.

El ADN - deoxyribonucleic ácido es, es decir esto «deoxy», carente del oxígeno. Y esta diferencia es un átomo solo es unas diferencias muy serias en la estructura, debido a los grupos hydroxyl de ARN no puede tomar el B-form en ninguna circunstancia, pero el A-form que toma grande. Por lo tanto, A-form, abra el ADN original, era la forma que siempre tiene un doble ARN de la hélice. Esto es importante porque, aunque ARN dos veces varado en células vivas sean raros (pero ocurren), pero aun si hay un ARN de un solo hilo, forma una estructura muy compleja en el espacio. En particular, incurre en clavos y forma de secciones corta remota doble hélice. Todas estas estructuras del ARN están en A-form.

De este modo, tenemos una B-forma, tiene A-form. ¿Hay allí otras formas del ADN? Esta pregunta es de gran importancia, porque todo sobre la estructura de ADN, tenemos que saber, porque es la fauna de la molécula más importante. Durante finales de los años 70 - 80-ies del siglo pasado, varias estructuras se abrieron. Probablemente más estructuras no se abrirán, porque desde que la nueva estructura no estaba abierta ya, y tal vez ahora sabemos toda la estructura posible del ADN. No son tanto.

La primera estructura, que hizo mucho ruido, era llamado Z-form. Fue abierto por el profesor Alexander Rich y compañeros de trabajo en MIT en 1979. A la gran sorpresa de los autores y todos científicos y hasta el público no científico, resultó que un poco del ADN corto con una sucesión de bases específica - estudiaron hexanucleotide d (CG) 3, y en consecuencia, es autocomplementario y así forma una doble hélice - cuando han aprendido con por el análisis del rayo X de la estructura de este chiringo del ADN, parece que esto no es absolutamente lo que Watson y el Calambre habían predito. Watson y Calambre, era la espiral correcta, tenía un bien definido a la torcedura correcta, y lo dejaron espiral, su parte de enfrente chirality, diciendo que. Era una sorpresa completa y choque. Pero era verdad, y resultó que, en efecto, tal secuencia de alternar C y G puede formar tal espiral en ciertas circunstancias.

La Z-forma se ha hecho uno de los componentes básicos más importantes del ADN, al cual todos los implicados en la biología molecular, debería saber.

A-form y B-form llamamos canónico. Su particularidad es cualquier sucesión de bases que pueda adoptar esta estructura. Es decir cuando la naturaleza es entablada en el diseño de nuevas proteínas o nuevas estructuras que se tienen que escribir en la forma de una secuencia del ADN, no se tiene que preocupar por esto estas secuencias satisfacen algunas condiciones adicionales, que permitirían formar, supongamos, Cama y ADN en forma de. Cualquier secuencia forma el ADN B-form, cualquier forma de la secuencia ARN de A-form. Se pueden diferenciar ligeramente en la estabilidad, pero en condiciones normales son bastante estables, y todo será fino.

Toda la estructura extraña de que hablamos, limitado por las secuencias específicas. En caso de la Z-forma es exactamente la secuencia opcionalmente, pero tipo CG-CG-CG.

La segunda estructura extraña - el llamado cruciforme, o cruces. Esta secuencia, que es una secuencia-shifters o palíndromos - leen lo mismo de la izquierda a la derecha y derecho al izquierdo. Si leemos en el recorrido superior, la secuencia debe ser lo mismo, ya que leemos la misma parte en el fondo de la cadena. La lengua rusa se conoce tantos renegados. Me gusta, por ejemplo, un shifter, «No el gene STI de mi padre». Hágale lee el texto de la izquierda a la derecha o derecho al izquierdo, conseguirá lo mismo, si seguramente no presta la atención a los espacios entre las palabras.

Tales secuencias se llaman secuencias del ADN palindromic, son capaces de formar cruces. Esto es la doble hélice se puede convertir en dos clavos en una estructura cruciforme. Esto es la segunda estructura extraña, la existencia de que se probó.

La tercera estructura tiene que ver con la formación de helices triple. El ADN puede ser la hélice triple, cuando el doble ADN de la hélice se afilia a la tercera cadena. Si la doble hélice, como sabemos - es pares del Watson-calambre, la tercera cadena forma a unas llamadas parejas de hugstinov. Se encontró que con tal elemento de la estructura se puede formar de la hélice triple del ADN doble hélice. La doble hélice del ADN se podría hacer entonces astuta para formar una doble hélice mitad de parte, que forma una nueva estructura - permanece en la forma de una doble hélice - y la segunda mitad se suelta, y uno forma una hélice triple, y el otro no se estructura en la forma de la parte de un solo hilo. Tal estructura se llama el ADN H-form, y se mostró que también se puede formar.

¿Bajo qué condiciones puede estas estructuras extrañas? Todos son inestables en comparación con el ADN B-form. Si hablamos del ADN lineal con finales específicos, es decir son los finales, entonces todas estas formas no son estables en condiciones normales. Pero a menudo hay ADN en la forma de un voltaje de toque topológico cuando tiene llamado superenrollar. Y la estructura y Z-shaped y cruciforme, H-shaped y realmente se forman en estas condiciones. Esto es claramente mostrado por el experimento, se prueba, no hay discrepancia allí.

No he contado sobre otra estructura interesante, es muy importante cuando la hélice cuádruple se forma. Sin embargo, esta estructura sólo se forma en el caso donde sólo hay los guanines, cuatro G, se forman llamado G-quadruplex - es un baile de cuatro guanines.

Es decir tal vez estas cuatro estructuras - Z-forma, cruciforme, H-forma y G-quadruplex - agotan estructuras del ADN no canónicas básicas. Y una pregunta interesante: ¿qué ellos y cada uno de ellos desempeñan un papel tanto en normal como en enfermedad y cómo se usan en varias aplicaciones de la biotecnología?