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DNA拓撲學(xué)異構(gòu)體 DNA topological isomer, DNA topoisomer

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-08-14
  具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA分子,對于二條多核苷酸鏈的纏繞的程度等有各種形狀的拓撲學(xué)異構(gòu)體。例如將不具裂縫的雙鏈環(huán)狀DNA的一個鏈切斷,將其一端鉆入未切斷的鏈中,然后再使之與原來的一端(頭)結(jié)合,則可給DNA分子的整體帶來扭曲變形,由于將雙鏈DNA進一步扭曲而形成超螺旋(參見閉環(huán)DNA),或一側(cè)的鏈卷到另一側(cè)鏈上的方式,使DNA骨架上積累的應(yīng)變能成為最少。此時,根據(jù)向鏈中鉆進的方向(將螺旋反卷的方向或其逆方向)和次數(shù)等,形成高級結(jié)構(gòu)上的多樣性。這種作為超螺旋DNAsupercoiled DNA)的拓撲學(xué)異構(gòu)體,不限于環(huán)狀DNA,在線形DNA上的固定二點間也會形成,與細胞內(nèi)的DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和重組等過程有著重要的聯(lián)系。環(huán)狀雙鏈DNA的拓撲學(xué)的異構(gòu)體,從幾何學(xué)上可以三個參數(shù)來表示。第一為L數(shù)(linking number),表示二條核苷酸鏈組成雙螺旋過程中的纏繞次數(shù)。BDNA(參見DNA)每10個堿基對L=1,總是整數(shù)。L數(shù),只要DNA不產(chǎn)生裂縫,不論分子怎樣變形它也不會改變。第二為T數(shù)(twist number),它表示不限于作為螺旋的纏繞,一個鏈圍繞另一個鏈旋卷的次數(shù),BDNAL=T。第三為W數(shù)(writting number)表示超螺旋數(shù)。例如,在雙螺旋發(fā)生反卷之后形成閉環(huán)的DNA,可變成L數(shù)不足的拓撲學(xué)異構(gòu)體,使DNA分子扭歪變形,此應(yīng)變能由于整個分子形成右旋超螺旋而變?yōu)樽钌,此時產(chǎn)生的超螺旋的卷數(shù)就是W數(shù)。扭歪變形也由于分子內(nèi)的一個鏈繞到另一個鏈而減少的。三個參數(shù)之間有L=W T的關(guān)系。
 
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