Изображение трехцепочечной ДНК

Молекула ДНК состоит из двух антипараллельных полинуклеотидных цепей, в которых пуриновые и пиримидиновые основания могут чередоваться в относительно случайном порядке. При этом молекулы ДНК-дуплексов могут формировать различные пространственные формы. Среди таких форм наиболее распространены B, A и Z формы двуспиральной ДНК. Эти структуры различаются длиной витка спирали, количеством нуклеотидов на виток, углом наклона плоскостей азотистых оснований к оси спирали, могут быть право и левозакрученными [1].

В основе взаимодействия цепей ДНК в дуплексе лежат водородные связи Уотсон-Криковских пар оснований (А-Т G-C) [2]. Однако, комплементарный дуплекс не является единственной возможной формой существования молекул ДНК. Показано, что в определенных условиях молекулы с относительно протяженными олигопуриновыми и олигопиримидиновыми участками могут формировать тройные спирали [3]. Такие структуры стабилизируются Хугстиновским спариванием. При этом спиральная структура оказывается не симметричной, поскольку одна из цепей взаимодействует с функциональными группами азотистых оснований, экспонированными в большую бороздку незначительно отдаленного участка того же дуплекса [4].

За время изучения данного вопроса неоднократно предпринимались попытки найти практическое применение данным структурам. В частности проверяется возможность синтеза триплекс-формирующих олигонуклеотидов, которые могли бы являться сиквенс-специфическими агентами, адресно влияющими на экспрессию конкретных генов [5]. Показано, что существует возможность создания таких структур на основе пептиднуклеиновых кислот [6]. Также существуют искусственно созданные триплексные и даже пентаплексные структуры с использованием изогуанин-изоцитозиновых последовательностей [7].

На данной модели представлена структура трехцепочечной ДНК, кристаллизованная из организма метанотрофной архебактерии Triplobacter sp. Эта структура, в отличие от стандартных триплексов, стабилизирована тремя симметричными парами водородных связей и устойчива только в условиях сверхнизкого pH. Такая форма ДНК-триплекса в настоящее время описана не достаточно хорошо, и ее физиологическое значение, а также возможное практическое использование подобных последовательностей остается малоизученным. Согласно современным представлениям, подобные ДНК-структуры позволяют триплобактериям осуществлять размножение с использованием уникального для живых систем деления с образованием сразу трех дочерних клеток из одной материнской [8].

Пластиковую модель ДНК в B-форме можно купить. Модели A и Z-форм возможно изготовить на заказ в любых сочетаниях цветов и практически любого размера.

Еще:
Повреждение ДНК ультрафиолетовым излучением: ДНК-фотолиаза.
Молекулярная визуализация ДНК-полимеразы IV.