Z-DNA

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Z-DNA結構。

Z-DNA又稱Z型DNA,是DNA雙螺旋結構的一種形式,具有左旋型態的雙股螺旋(與常見的B-DNA相反),並呈現鋸齒形狀。Z-DNA為三種具生物活性的DNA雙螺旋結構之一,另兩種為A-DNA與B-DNA。

歷史[编辑]

Z-DNA為首先於1979年被解出晶體結構的DNA型態,研究者為麻省理工大學的Alexander Rich等人[1]。B型及Z型相互結合時的結晶則解於2005年[2],使科學家了解Z-DNA在細胞中的潛在角色,當一段Z-DNA形成時,其兩端必為B-Z相互結合型態,形成與B-DNA的介面。

結構[编辑]

B-DNA(深藍色)與Z-DNA(深紅色)相互結合型態,以及Z-DNA結合區塊(綠色),可見其兩個的突出的鹼基(中央的淡藍色及淡紅色)。來自PDB 2ACJ

Z-DNA的雙股螺旋為左旋型態,與B-DNA的右旋型態明顯有所差別。其結構每兩個鹼基對重複出現一次。大小螺旋凹槽之間的差別較A型及B型小,只在寬度上有些微差異。這種型態並不常見,但某些特定情況可增加其存在的可能,如嘌呤-嘧啶交替序列、DNA超螺旋,或鹽份與某些陽離子濃度高時。

Z-DNA能夠與B-DNA構成相互結合型態,這種結構會使一對鹼基突出於雙螺旋之外。

一些DNA形式幾何形狀的對比[编辑]

A-, B-, 與 Z-DNA的側視圖.
A-, B-, 與 Z-DNA的螺旋軸.
幾何屬性 A-DNA B-DNA Z-DNA
螺旋感 右旋 右旋 左旋
重複單元 1 bp 1 bp 2 bp
Rotation/bp 32.7° 35.9° 60°/2
bp/turn 11 10.5 12
Inclination of bp to axis +19° −1.2° −9°
Rise/bp along axis 2.3 Å (0.23 nm) 3.32 Å (0.332 nm) 3.8 Å (0.38 nm)
Pitch/turn of helix 28.2 Å (2.82 nm) 33.2 Å (3.32 nm) 45.6 Å (4.56 nm)
Mean propeller twist +18° +16°
糖基角度 anti anti C: anti,
G: syn
Sugar pucker C3'-endo C2'-endo C: C2'-endo,
G: C3'-endo
直徑 23 Å (2.3 nm) 20 Å (2.0 nm) 18 Å (1.8 nm)
來源:[3][4][5]

參見[编辑]

參考文獻[编辑]

  1. ^ Wang AHJ, Quigley GJ, Kolpak FJ, Crawford JL, van Boom JH, Van der Marel G, Rich A. Molecular structure of a left-handed double helical DNA fragment at atomic resolution. Nature (London). 1979, 282: 680–686.  PMID 514347
  2. ^ Ha SC, Lowenhaupt K, Rich A, Kim YG, Kim KK. Crystal structure of a junction between B-DNA and Z-DNA reveals two extruded bases. Nature. 2005, 437: 1183–1186. PMID 16237447. 
  3. ^ Sinden, Richard R. DNA structure and function 1st. Academic Press. 1994-01-15: 398. ISBN 0-126-45750-6. 
  4. ^ Rich A, Norheim A, Wang AHJ. The chemistry and biology of left-handed Z-DNA. Annual Review of Biochemistry. 1984, 53 (1): 791–846. doi:10.1146/annurev.bi.53.070184.004043. PMID 6383204. 
  5. ^ Ho PS. The non-B-DNA structure of d(CA/TG)n does not differ from that of Z-DNA. Proc Natl Acad Sci USA. 1994-09-27, 91 (20): 9549–9553. Bibcode:1994PNAS...91.9549H. doi:10.1073/pnas.91.20.9549. PMC 44850. PMID 7937803. 

延伸閱讀[编辑]

  • Sinden RR (1994). DNA structure and function. Academic Press, 179-216. ISBN 0-12-645750-6
  • Rich A, Zhang S (2003). Timeline: Z-DNA: the long road to biological function. Nat Rev Genet, 4:566–572.

外部連結[编辑]