DNAの異常な形態

生物物理学者のDoping博士はRNAの二重らせん、DNAの非標準形、およびその形成条件について語っています。 A型二重らせんの生物学的意義は何ですか？ XX世紀の70〜80年代に発見された非標準的な形態のDNAは何ですか？ どのような条件下で異常なDNA構造を形成していますか？

WatsonとCrickがDNAの構造を発見したとき、それはDNAの抽象的な構造ではなく、ある種のDNAの構造であった。 この形はB形DNAと呼ばれています。 Rosalind Franklinが、DNA繊維のX線散乱研究を使用するとき、X線ラジカルは、水による繊維の飽和度が実験で行われるときの相対湿度に依存することを示した。 繊維が十分に水で飽和されている場合、すなわち高湿度では、1つのX線があり、これはB型として記載された構造である。 それが乾燥すると、全く異なるX線があります。それはまったく異なり、明らかに別の形のDNAでなければなりません。これはA形の形と呼ばれています。

ビタミンB12（シアノコバラミン注射）は、 - DNA合成のための非常に不可欠です。

もちろん、WatsonとCrickはその構造がB型DNAであることに興味がありました。高湿度に対応する形、つまりDNAが溶液中とケージ内にある状態に近づけるということは、生物学的意義、およびA型はそれほど重要ではないかもしれない。 したがって、ワトソンとクリックの二重らせん - B型DNAの構造。 X線分析を行った直後に、X線散乱によって構造およびA型DNAを決定した。

A型DNAもまた大きな生物学的意義を有することがすぐに明らかになった。 周囲の湿度でRNA分子を生成する溶液中の二重らせんが、B型ではなくA型で高いことが見出された。 これは、DNAとRNAの構造にある化学要素、すなわちヌクレオチドである糖が、RNAとDNAが異なることが原因です。 ヌクレオチドは、リン酸塩、糖および窒素塩基からなる。 どちらの場合も、砂糖はわずかに異なります：それは特定の位置に水素だけ、RNA-OHの水酸基にDNAを持っています。 したがって、リボ核酸と呼ばれるRNAは、ここからRNAを還元します。

DNA - デオキシリボ核酸は、それが酸素を欠く "デオキシ"である。 そしてこの違いは、RNAのヒドロキシル基はいかなる状況下でもB型をとることができないため、単一原子は構造上の非常に重大な違いであるが、A型はそれほど大きなものではない。 したがって、元のDNAを開くA型は、常に二重らせんRNAを持つ形であった。 これは、生存細胞中の二本鎖RNAはまれである（しかし起こる）が、一本鎖RNAが存在しても空間内で非常に複雑な構造を形成するため重要である。 特に、それはスタッドをもたらし、遠隔の短いセクションは二重らせんを形成する。 これらのRNA構造は全てA型である。

それで、私たちはB型を持っています、それはA型を持っています。 他の形のDNAはありますか？ この質問は非常に重要です。なぜなら、DNAの構造に関するすべてのことは、それが最も重要な分子野生生物であるために知る必要があるからです。 1970年代後半、80年代には、いくつかの構造物が開かれました。 新しい構造がまだ開いていないので、DNA構造の可能性をすべて知っている可能性があります。 彼らはあまりそうではありません。

多くのノイズを発生させた第1の構造は、いわゆるZ形であった。 著者、Alexander Rich教授、1979年MITの共同研究者によって開かれました。著者、そしてすべての科学者、さらには科学者でなくても、驚くべきことに、特定の塩基配列を持つ短いDNAのいくつかは、彼らはヘキサヌクレオチドd（CG）3を研究したので、それは自己相補的であり、従って二重らせんを形成する - この小さなDNAの構造のX線分析によって学んだとき、これは絶対にワトソンとクリックが予測したものではありません。 ワトソンとクリック、それは右の螺旋だった、彼女は右ひねりに明確に定義されていた、と言って、それは彼女の反対のキラリティー、らせん状に残った。 それは完全な驚きとショックでした。 しかし、それは事実であり、確かに、CとGの交互のシーケンスは、特定の状況でそのような渦巻きを形成することができることが判明しました。

Z型は、分子生物学に関与するすべての人々が知っておくべきDNAの最も重要なビルディングブロックの1つになっています。

A型とB型をカノニカルと呼ぶ。 それらの特異性は、この構造を採用することができる任意の塩基配列である。 すなわち、自然がDNA配列の形で書かれる必要がある新しいタンパク質または新しい構造の設計に従事しているとき、これらの配列がいくつかの追加の条件を満たすことに気を付ける必要はなく、例えば、ベッドアンドフォームDNA。 いずれの配列もB型DNAを形成し、任意の配列はA型RNAを形成する。 彼らはわずかに安定性が異なるかもしれませんが、通常の状態では十分に安定しており、すべてがうまくいくでしょう。

私たちが話す珍しい構造のすべては、特定の配列によって制限されています。 Z字型の場合は、シーケンスは任意ですが、CG-CG-CGと入力してください。

第二の珍しい構造 - いわゆる十字型、または十字架。 このシークエンスは、シークエンスシフター（回文シフター）です。左から右に、右から左に同じものを読み込みます。 上部回路を読むと、チェーンの底部で同じ部分を読み取るので、シーケンスは同じでなければなりません。 ロシア語は非常に多くのターンコートとして知られています。 私は、例えば、「私の父親のSTI遺伝子ではない」シフターが好きです。 あなたは確かに単語の間のスペースに注意を払っていない場合は、左から右または右から左にテキストを読んで、あなたは同じを得るでしょう。

そのような配列はパリンドロームDNA配列と呼ばれ、十字を形成することができる。 つまり、二重らせんは十字構造の2つのスタッドに変換することができます。 これは、その存在が証明された第二の珍しい構造である。

第3の構造は、三重らせんの形成に関連する。 DNAは、二重らせんDNAが第3鎖に結合すると、三重らせんであってもよい。 われわれが知っているように、二重螺旋がワトソン・クリック組である場合、第3の鎖はいわゆるハグスチノフ夫婦を形成する。 このような構造要素を用いて、DNA二重らせんの三重らせんから形成することができることが見出された。DNAの二重らせんは、二重らせんの半分を形成するように狡猾になるかもしれない。二重らせんの半分は、二重螺旋の形で残っている新しい構造を形成し、後半は解放され、三重らせんを形成する。他は一本鎖部分の形態では構成されていない。 このような構造はH型DNAと呼ばれ、形成されていてもよいことが示された。

これらの珍しい構造は、どのような条件のもとでできますか？ 全てがB型DNAと比較して不安定である。 特定の末端を持つ直鎖DNAについて話している場合、すなわちそれらが終わりである場合、これらの形態はすべて通常の条件下では安定ではありません。 しかし、しばしば、いわゆるスーパーコイルを有するとき、位相的リング電圧の形でDNAが存在する。そして構造はZ形と十字形、H形であり、実際にはこれらの条件下で形成されます。 これは実験ではっきりと示されており、そこには矛盾がないことが証明されています。

私は別の興味深い構造について語っていないが、四重らせんが形成されるときは非常に重要である。 しかし、この構造は、グアニンのみが存在する場合にのみ形成され、4つのGは、いわゆるG-quadruplexを形成し、4つのグアニンのダンスである。

すなわち、これらの4つの構造（Z形、十字形、H形およびG四重線）は、基本的な非標準的なDNA構造を排出する。 そして、興味深い質問：彼らと彼らのそれぞれが正常と病気の両方で役割を果たすこと、そしてそれらがバイオテクノロジーの様々なアプリケーションにどのように使われるのか？