Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
24
Rozdział2
FormaA-DNA
Jeślizmniejszyćzawartośćwodyizwiększyćstężeniesoliwtrakcietworzeniasiękryształu,powstanieformaA-DNA.
Jesttorównieżdwuniciowa,prawoskrętnahelisa,wktórejparyzasadsąnieconachylonewstosunkudogłównejosi
cząsteczki,anajedenskrętcząsteczkiprzypadawięcejparzasadniżwprzypadkuformyB-DNA,bo11.Dużyrowek
A-DNAjestgłębokiiwąski,amałyrowekpłytkiiszeroki.Wydajesięmałoprawdopodobne,byformaA-DNAwy-
stępowaławkomórcenadługichodcinkachcząsteczekDNA.NatomiastdwuniciowyRNAprzyjmujegłówniefor-
męhelisyA.Obecnośćgrupyhydroksylowej2!wryboziezapobiegatworzeniuformyB-RNA(zob.podrozdz.4.2).
FormaZ-DNA
W1979r.AlexanderRichwrazzewspółpracownikami,pracującywMassachusettsInstituteofTechnology(MIT,
USA)dokonaliważnegoodkrycia.Otóżstwierdzilioni,żeoligonukleotydyosekwencjiGCwjednymłańcuchu
isekwencjikomplementarnejCGwdrugimtworząhelisęlewoskrętną.Jeślispojrzećnacząsteczkęzgóry,wzdłuż
jejosi,tozobaczymy,żeskrętynastępująwprzeciwnymkierunkuniżruchwskazówekzegara.Ponieważszkielet
fosfocukrowywyglądajakzygzakowatalinia,strukturętęnazwanoZ-DNA.FormaZ-DNAmaaż12parzasad
najedenskręthelisy.Małyrowekjestbardzogłębokiiwąski.Natomiastdużyrowekjesttakpłytki,żepraktycznie
nieistnieje.FormęZ-DNAotrzymanoporazpierwszywwarunkachdużegostężeniasolilubwobecnościalkoho-
lu.Późniejudowodniono,żeformaZ-DNAmożewystępowaćwwarunkachfizjologicznych,jednakresztycyto-
zynymusząbyćmetylowane(zob.podrozdz.12.2).
PrzezwielelatpowątpiewanooistnieniujakiejkolwiekfunkcjibiologicznejformyZ-DNA.Jednakodkrycie,że
istniejąpewnerodzinybiałek,którewiążąsięzdużąspecyficznościąipowinowactwemdoZ-DNA,dostarczyło
dowodówdlafunkcjiinvivo.Obecnieuważasię,żeZ-DNAwystępujeprzejściowonakrótkichodcinkachDNA
ipełnifunkcjewregulacjiekspresjigenów.Niedawnootrzymanewynikipokazują,żebiałkawiążąceZ-DNAzwią-
zanesązchorobamiwywoływanymiprzezpokswirusy,wtymwiruskrowiankiiospyprawdziwej.Strukturakrysz-
tałupołączeniaformyB-Z-DNAzostałarozwiązanaw2005r.(zob.ryc.2.8).Dośćdużąniespodziankąbyłood-
krycie,żebudowapołączeniaB-Z-DNAjesttakDzaprojektowana”,byzminimalizowaćzaburzeniastrukturalne
helisy,acelzostajeosiągniętyprzezwypchnięcienazewnątrzparyzasadnakażdymzłączu.Wypchnięciuzasady
towarzyszyostryskrętszkieletufosfocukrowegoilekkiezagięcie(11o).ZatemkrótkieodcinkiformyZ-DNAwko-
mórcemogąbyćbardziejkorzystneenergetycznieistabilniejszeniżdotychczassądzono.Dalszebadania
nadstrukturamikryształówzpewnościądoprowadządogłębszegozrozumieniafunkcjielementówregulatoro-
wychprzyjmującychformęZ-DNA.
DwuniciowacząsteczkaDNAmożepodlegać
odwracalnemurozpleceniudopojedynczychnici
SekwencjanukleotydowajednejniciDNAjestkomplementarnadosekwencjinukleotydowejdrugiejniciikażda
znichmożestanowićmatrycędlasyntezydrugiej.Jesttoniezwykleważnacechacharakterystycznacząsteczki
DNA,umożliwiającawiernekopiowanieDNAwczasiereplikacji,transkrypcji(syntezakopiiRNAnamatrycy
DNA)itranslacji(tłumaczeniesekwencjinukleotydowejRNAnajęzykaminokwasowybiałka).Wczasiereplika-
cjiitranskrypcjimusidochodzićdoprzejściowego,odwracalnegorozplecenianiciDNA.
Tesamecechy,którepozwalającząsteczceDNAnawykonywanieswoichzadańbiologicznych,pozwalająmani-
pulowaćDNAinvitro.RozplecenieirozdziałniciDNA,nazywanyczęstodenaturacjąlubDtopieniem”DNA,
możnauzyskaćpozakomórką,wlaboratorium.WiązaniawodorowełączącedwieniciDNAmożnarozerwać,sil-
niepodgrzewająccząsteczkęDNA.Wtrakcietakichzabiegówwiązaniafosfodiestrowepozostająnienaruszone
(ryc.2.9).PodgrzewającroztwórDNAosiągasięwpewnymmomencietakąwartośćtemperatury,wktórejtermicz-
newzbudzeniecząsteczkijestsilniejszeniżwiązaniawodorowe,oddziaływaniahydrofoboweipozostałesiłystabi-
lizującedwuniciowąhelisę.CząsteczkaDNADtopi”się.DenaturacjaDNAwywołujezmianywewłaściwościach
absorpcyjnychświatłaultrafioletowego(UV)przydługościfali260nm.DwuniciowacząsteczkaDNAabsorbu-
je40%mniejświatłaodługościfali260nmniżcząsteczkajednoniciowa,obecnawtejsamejilości,cotapierwsza.
ZatemwczasiedenaturacjiDNAabsorpcjaDNAwzrasta,azjawiskotonazywamyefektemhiperchromowym.Na-
tomiastodwrotnezjawiskonastępujewczasie,gdyniciDNAponowniełącząsięzesobą.Dochodziwtedydoczę-
ściowegoDwygaszenia”absorpcjiświatłaUVwskutekoddziaływańwarstwowychparzasad.Temperatura,wktórej
