核酸結構
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核酸結構（英語：Nucleic acid structure）是指如DNA与RNA的核酸生物分子结构。从化学角度上讲，DNA与RNA是非常相似的。DNA与RNA的结构常分为四个不同水平：一级、二级、三级及四级。
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。
一级结构
[编辑]一级结构是由通过磷酸二酯键连接在一起的核苷酸的线性序列。它是核苷酸的这种线性序列组成DNA或RNA的一级结构。核苷酸由3个组成部分组成：
二级结构
[编辑]二级结构是碱基之间的相互作用集合，即链的哪些部分彼此结合。 在DNA双螺旋中，两条DNA链通过氢键连在一起。 一条链碱基上的核苷酸与另一条链上的核苷酸成对配对。 二级结构负责核酸所承受的形状。DNA中的碱基被分类为嘌呤和嘧啶。嘌呤是腺嘌呤和鸟嘌呤。嘌呤由双环结构，含氮的六元环和五元环组成。嘧啶是胞嘧啶和胸腺嘧啶。它有一个单一的环状结构，有一个含氮六元环。嘌呤碱基总是与嘧啶碱基（鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C），与腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）或尿嘧啶（U））配对。DNA的二级结构主要通过彼此缠绕的两条多核苷酸链的碱基对来确定，以形成雙股螺旋。
三级结构
[编辑]三级结构是指原子在三维空间中的位置，考虑到几何和位阻效应空间限制。 它比二级结构更高一级，其中发生线性聚合物的大规模折叠，并且整个链条被折叠成特定的三维形状。DNA的结构形式有4个不同区域。
- 手性 - 右手性或左手性
- 螺旋匝的长度
- 每匝碱基对数
- 主凹槽与次凹槽之间的尺寸差异
DNA的双股螺旋空间的三级排列包括B-DNA，A-DNA和Z-DNA。
四级结构
[编辑]核酸的四级结构与蛋白质四级结构相似。 虽然一些概念不完全相同，但四级结构是指较高级别的核酸组织。 此外，它是指核酸与其他分子的相互作用。 核酸的较高级组织的最常见形式以染色质的形式出现，这导致其与小蛋白质组蛋白的相互作用。 此外，四元结构是指核糖体或剪接体中分离的RNA单元之间的相互作用[2]。
DNA螺旋幾何
[编辑]据信在自然界中发现了至少三种DNA构象，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 |
| 每单位转角 | 33.6° | 35.9° | 60°/2bp |
| 平均旋转一周所用单位数 | 10.7 | 10.0 | 12 |
| Inclination of bp to axis | +19° | -1.2° | -9° |
| 轴向每单位位移 | 2.3 Å | 3.32 Å | 3.8 Å |
| 每旋转一周位移 | 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 |
| 直径 | 25.5 Å | 23.7 Å | 18.4 Å |
参看
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参考文献
[编辑]- ^ 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. （原始内容存档于2019-09-24）.
- ^ Strucual Biochemistry/Nucleic Acid/DNA/DNA Structure. [11 December 2012]. （原始内容存档于2021-03-23）.