核酸結構
 | 此條目需要擴充。 (2010年10月29日) |
核酸結構（英語：Nucleic acid structure）是指如DNA與RNA的核酸生物分子結構。從化學角度上講，DNA與RNA是非常相似的。DNA與RNA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析度觀察也較困難，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DNA或RNA的一級結構。核苷酸由3個組成部分組成：
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和嘧啶。嘌呤是腺嘌呤和鳥嘌呤。嘌呤由雙環結構，含氮的六元環和五元環組成。嘧啶是胞嘧啶和胸腺嘧啶。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。
- 手性 - 右手性或左手性
- 螺旋匝的長度
- 每匝鹼基對數
- 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-DNA和Z-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或剪接體中分離的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。
| 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° | 0° |
| 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
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參考文獻
[編輯]- ^ 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 [2017-03-22]. ISBN 0-7167-4366-3. （原始內容存檔於2019-09-24）.
- ^ Strucual Biochemistry/Nucleic Acid/DNA/DNA Structure. [11 December 2012]. （原始內容存檔於2021-03-23）.