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Z-DNA的特点、功能与相关疾病

日期:2014-05-08 00:00:00

Z-DNA是一种左手螺旋的双链DNA,其糖磷酸骨架排列呈Z型。在Z-DNA结构中,嘌呤与嘧啶的交替排列,嘌呤是顺式构象,而嘧啶是反式构象,这样交替的顺反式构象就Z-DNA的骨架呈Z型,B-DNA的嘌呤和嘧啶则都是反式构象。

然而,Z-DNA是一种高能的DNA,形成短暂,很容易变回B-DNA。目前,有很多方法促进和维持Z-DNA的形成,如高盐状态下,一价或二价阳离子,如Na+、Mg2+、Ca2+和Ba2+等能有效屏蔽Z-DNA所需的高能,使Z-DNA稳定。又如多胺类、化学修饰剂、稀土元素等均利于Z-DNA形成并稳定。此外,负超螺旋在细胞内也是刺激形成Z-DNA的原因,负超螺旋在生物系统的DNA代谢中很常见,包括复制,转录等。转录时,RNA聚合酶在DNA双链上移动产生负超螺旋,DNA双链解开,从而产生反向扭转力使Z-DNA稳定。而在体内,Z-DNA常需要一些特定结构域的蛋白质来稳定其构象,即Z-DNA结合蛋白。

值得说明的是,Z-DNA生物学功能包括:

与转录的关系:Z-DNA不能形成核小体,这样一种位于转录起始位点附近的结构能招来转录因子,转录就能发生,它不仅能够激活转录,同时也能抑制转录。

遗传不稳定性:上述文中有说明,而且Z-DNA诱导的遗传不稳定性和复制滑动有关。

基因重组:Z-DNA在基因重组中起非常重要的过渡作用。此外,Z-DNA诱导的遗传不稳定性可能会促进基因重组,如酵母中的GT序列(34bp)能够促进减数分裂重组;另一方面,由Z-DNA诱导的DNA双链断裂也很可能导致基因重组,如非等位姐妹染色单体会发生交换。

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