Z-DNA
Z-DNA ist eine von verschiedenen möglichen Strukturformen der DNA. Es handelt sich dabei um eine linksgängige Doppelhelix (im Gegensatz zu der in der Natur üblichen B-Form, welche eine rechtsgängige Helix bildet). Vermutlich ist die Z-DNA zusammen mit der A- und der B-DNA eine der drei biologisch aktiven DNA-Formen.
Geschichte
Die Z-DNA wurde im Jahr 1979 als erste kristalline DNA-Struktur von Alexander Rich, Andrew Wang und Mitarbeitern am MIT entdeckt[1] (siehe Röntgenbeugung). Jedoch wurde erst im Jahr 2005 über eine Kristallstruktur berichtet, welche Z-DNA direkt in einer Verbindung mit B-DNA zeigt und so Hinweise auf eine biologische Aktivität von Z-DNA liefert.[2]
Struktur
Der Name Z-DNA leitet sich vom zickzackartigen Verlauf des Zucker-Phosphat-Rückgrates ab. Die Struktur ist aber im Vergleich zu der rechtsgängigen B-DNA sehr verschieden. Denn die Z-DNA ist linksgängig und hat eine Struktur, die sich alle zwei Basenpaare wiederholt (Dimere). Allerdings ist die Z-DNA eine metastabile Konformation der DNA und wird nur unter bestimmten Umständen eingenommen (wie z. B. alternierende Pyrimidine/Purine, hoher Salzkonzentration oder DNA supercoiling).
Funktion
Es wird vermutet, dass Z-DNA u. a. eine Rolle während der DNA Transkription spielt, wenn besonders viel supercoiled DNA vorliegt.[2] Außerdem wurde beobachtet, dass das vermutliche Vorliegen von Z-DNA mit Transkriptionsaktivität zusammenfällt und es wurde postuliert, dass Z-DNA bei der Regulation der Transkription eine Rolle spielt.[3]
| Strukturmerkmal | A-DNA | B-DNA | Z-DNA |
|---|---|---|---|
| helikaler Drehsinn | rechts | rechts | links |
| Durchmesser | ~26 Å | ~20 Å | ~18 Å |
| Basenpaare pro helikale Windung | 11.6 | 10.4-10.6 | 12 (6 Dimere) |
| Helikale Windung je Basenpaar (twist) | 31° | 36° | 60° (pro Dimer) |
| Ganghöhe (Anstieg pro Windung) | 34 Å | 34 Å | 44 Å |
| Anstieg pro Base | 2.9 Å | 3.4 Å | 7.4 Å (pro Dimer) |
| Neigungswinkel der Basenpaare zur Achse | 20° | 6° | 7° |
| Große Furche | eng und tief | breit und tief | flach |
| Kleine Furche | breit und flach | eng und tief | eng und tief |
| Zuckerkonformation | C3'-endo | C2'-endo | Pyrimidine: C2'-endo Purine: C3'-endo |
| Glykosidische Bindung | anti | anti | Pyrimidine: anti Purine: syn |
Siehe auch
- DNA
- B-DNA
- A-DNA
Quellen
- ↑ Wang AHJ, Quigley GJ, Kolpak FJ, Crawford JL, van Boom JH, Van der Marel G, Rich A: Molecular structure of a left-handed double helical DNA fragment at atomic resolution. In: Nature (London). 282, 1979, S. 680-686. PMID 514347
- ↑ 2,0 2,1 Ha SC, Lowenhaupt K, Rich A, Kim YG, Kim KK: Crystal structure of a junction between B-DNA and Z-DNA reveals two extruded bases. In: Nature. 437, 2005, S. 1183-1186. PMID 16237447
- ↑ Champ PC, Maurice S, Vargason JM, Camp T, Ho PS: Distributions of Z-DNA and nuclear factor I in human chromosome 22: a model for coupled transcriptional regulation. In: Nucleic Acids Research. 32, Nr. 22, 2004, S. 6501-6510.PMID 15598822
Literatur
Voet et al: Biochemistry.
Weblinks
ChemgaPedia sehr schöne Bilder