核酸結構

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核酸結構英語:Nucleic acid structure)是指如DNARNA核酸生物分子結構英語Biomolecular structure。從化學角度上講,DNA與RNA是非常相似的。DNARNA的結構常分為四個不同水平:一級、二級、三級及四級。

能夠直接計算出DNA機械性質的實驗技術相對較新,且要在溶液中進行高解像度觀察也較困難,不過科學家仍然解出了許多關於DNA機械性質的數據。關於DNA機械性質的研究,包括不同型態的DNA雙螺旋、DNA超螺旋、非螺旋型態、鹼基配對鍵結、熔點等。

一級結構[編輯]

一級結構是由通過磷酸二酯鍵連接在一起的核苷酸的線性序列。它是核苷酸的這種線性序列組成DNARNA的一級結構。核苷酸由3個組成部分組成:

  1. 含氮基
    1. 腺嘌呤
    2. 鳥嘌呤
    3. 胞嘧啶
    4. 胸腺嘧啶(僅存在於DNA中)
    5. 尿嘧啶(僅存在於RNA中)
  2. 被稱為去氧核糖(在DNA中發現)和核糖(在RNA中發現)的5碳糖。
  3. 一個或多個磷酸基[1]

二級結構[編輯]

二級結構是鹼基之間的相互作用集合,即鏈的哪些部分彼此結合。 在DNA雙螺旋中,兩條DNA鏈通過氫鍵連在一起。 一條鏈鹼基上的核苷酸與另一條鏈上的核苷酸成對配對。 二級結構負責核酸所承受的形狀。DNA中的鹼基被分類為嘌呤嘧啶。嘌呤是腺嘌呤鳥嘌呤。嘌呤由雙環結構,含氮的六元環和五元環組成。嘧啶是胞嘧啶胸腺嘧啶。它有一個單一的環狀結構,有一個含氮六元環。嘌呤鹼基總是與嘧啶鹼基(鳥嘌呤(G)與胞嘧啶(C),與腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)或尿嘧啶(U))配對。DNA的二級結構主要通過彼此纏繞的兩條多核苷酸鏈的鹼基對來確定,以形成雙股螺旋

三級結構[編輯]

三級結構是指原子在三維空間中的位置,考慮到幾何和位阻效應空間限制。 它比二級結構更高一級,其中發生線性聚合物的大規模摺疊,並且整個鏈條被摺疊成特定的三維形狀。DNA的結構形式有4個不同區域。

  1. 手性 - 右手性或左手性
  2. 螺旋匝的長度
  3. 每匝鹼基對數
  4. 主凹槽與次凹槽之間的尺寸差異

DNA的雙股螺旋空間的三級排列包括B-DNA,A-DNAZ-DNA

四級結構[編輯]

核酸的四級結構與蛋白質四級結構相似。 雖然一些概念不完全相同,但四級結構是指較高級別的核酸組織。 此外,它是指核酸與其他分子的相互作用。 核酸的較高級組織的最常見形式以染色質的形式出現,這導致其與小蛋白質組蛋白的相互作用。 此外,四元結構是指核糖體剪接體中分離的RNA單元之間的相互作用[2]

DNA螺旋幾何[編輯]

據信在自然界中發現了至少三種DNA構象,即A-DNA,B-DNA和Z-DNA。

A-、B-與Z-DNA的結構。
A-、B-與Z-DNA的螺旋軸
三種主要DNA型態的結構特色
幾何學特性 A-DNA B-DNA Z-DNA
螺旋方向 向右 向右 向左
重複單位 1 bp 1 bp 2 bp
每單位轉角 33.6° 35.9° 60°/2bp
平均旋轉一周所用單位數 10.7 10.0 12
Inclination of bp to axis +19° -1.2° -9°
軸向每單位位移 2.3 Å 3.32 Å 3.8 Å
每旋轉一周位移 24.6 Å 33.2 Å 45.6 Å
Mean propeller twist +18° +16°
糖基角 anti anti C: anti,
G: syn
Sugar pucker C3'-endo C2'-endo C: C2'-endo,
G: C3'-endo
直徑 25.5 Å 23.7 Å 18.4 Å

參看[編輯]

參考文獻[編輯]

  1. ^ Krieger M, Scott MP, Matsudaira PT, Lodish HF, Darnell JE, Lawrence Z, Kaiser C, Berk A. Section 4.1: Structure of Nucleic Acids. Molecular cell biology. New York: W.H. Freeman and CO. 2004. ISBN 0-7167-4366-3. 
  2. ^ Strucual Biochemistry/Nucleic Acid/DNA/DNA Structure. [11 December 2012].