有关三链DNA的文献综述.doc

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1、三链DNA的研究综述1.DNA结构的多样性1953年，Watson和Crick在前人工作的基础上通过X・・射线衍射法，首先提出DNA分子的右手双螺旋结构，即B-DNAo随着认识的深入，后来陆续发现了A・DNA、乙DNA和C-DNA等结构，它们都属于双螺旋构象。后来人们证明或推测,在生物体内DNA还形成三股螺旋和四链体螺旋结构。这些DNA结构虽然形态各员，但它们都是以一级结构为基础，都具有重要的生物学意义。因此，对于DNA结构的深入研究，不但可以促进DNA结构学说的发展，而且对于生物遗传信息的研究也具有重要意义。1.1DNA的一级结构DNA的一级结构即DNA分子屮核甘酸的排列顺序

2、。从结构上来讲，DNA是由脱氧核糖核苻酸通过巧宁■磷酸二酯键相连而形成的高聚物。DNA-级结构的测定即DNA的序列分析工作在近十几年来突飞猛进，它的出现和技术的日臻完善大大地促进了基因的分离和鉴定、基因的表达调控及基因的结构与功能的研究。众所周知的人类基因组项H就是以DNA序列分析为基础而进行的。H前，DNA序列分析已从手工操作发展到自动分析。DNA的一级结构的重要意义不仅在于它以密码子方式蕴藏了遗传信息，而且它还决定了DNA的二级结构和空间结构。从结构与遗传学功能的关系上来看，从一级结构屮得到的许多信息都需要用二级结构和空间结构来进行解释，此外还有大量的遗传特征需要从二级结构

3、和空间结构上加以发掘。所以二级结构和空间结构已成为弄清生命遗传奥秘的主要研究领域之一。1.2DNA的二级结构H前人们已经知道，DNA的二级结构具有多形性。H前已知的DNA二级结构主要有A・DNA、B-DNA.C-DNA和Z・DNA等。众多研究表明，DNA分子二级结构在不同条件下可以有所不同，但它们均为双螺旋结构，并且螺旋的表明都有凹槽（沟）。1.3三链DNA在20世纪50年代初期，Wilkins根据X射线衍射图片曾设想过DNA可能有3条链,后来Watson-Crick.Fraser和Pauling等人也曾构建过一些T-DNA模型。至今发现的三链DNA可分为两大类，即三股螺旋结构

4、和三股发辫结构。三股螺旋结构是在DNA双螺旋结构的某础上形成的，三链区的3条链均为同源嚓吟或同源卩密唳，即整段的碱基均为嚓吟或卩密噪。根据第3条链的來源，三链DNA可分为分子间和分子内两组；根据第3条链的组成以及和对位置，乂可分为Pu-Pu-Py和Py・Pu・Py两型（见图1）。其中最常见的是Pu-Pu-Py型，它的3条链屮有2条为正常的双螺旋，第3条喀呢链位于双螺旋的大沟屮，与瞟吟链的方向—致，并随双螺旋结构一起旋转。三链屮碱基配对的方式与双螺旋DNA相同，即第3个碱基仍以A・T、G・U配对，但第3链上的C必须质子化，且它与G只形成2个氢键。在Pu-Pu-Py型中,存在A・A

5、、G・G配对（见图2）。y-TCTCTCTCTCTCTl+l+l+]・4

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7、4l5Z-AGAGAGAGAGAGAy-AGAGAGAGAGAGAGA“！丄

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12、IiiI115*AGAGAGAGAGAGA3"-TCTCTCTCTCTCT图1三链DNA的两种基本结构第一类为Py-Pu-Py型，第二类为Pu-Pu-Py型5’-ACCGATCCTnTTCTTTCTTCTnTCTTCCGGGTO3’-rrrrrcfTTrc‘ttc^ititc3'-IGGCIAGGAAAAAGAAAGAAGAAAAGAAG(；CCCAG-图23条链的碱基序列的方向2.三链DNA的形成在水溶液屮，由

13、两条极性相反的单链DNA按严格互补的配对方式结合而形成的双螺旋（见图3）,沿着大沟存在多余的氢键给体和受体。这些暴露于周围环境的氢键给体和受体，可以同专一性的结合分子（如蛋自质等）发生相互作用，形成专一-性的化合物;也可以专一性地与单链DNA分子结合而形成三链DNAo图3Waston-Crick双螺旋DNA结构图3.三链DNA可能在体内存在的证据及其应用3.1存在证据长期以来，人们在三链DNA的研究上进行着争论的一个重要的、也是最令人关心的问题是:三链核酸是否确实在生物体系>卩存在?通过研究，发现有几个支持三链DNA在体内可能存在的证据。首先,在体外，较长的同型嚓吟一同型唸噪束

14、道在准天然的生理条件（如较低的pH值、质粒载体的超螺旋度较高、较高浓度的盐和镁离子等），能形成分子内三链DNAo最近发现生理浓度的多胺能促使三®DXA在屮性条件下形成。其次,同型嚓吟一同型卩密唳束道（其屮有些甚至长度达到100碱基刈•或更长）存在于许多组织的基因屮，如在人体和猴子的基因屮含量分别为0.7%和0.5%,而在真核基因屮含量高达1%左右。另外，胸腺囉噪--腺瞟吟束道和鸟瞟吟--胞卩密礎束道在人体基因屮分别占0.3%和0.0002%。由此可见，在休内能形成三链DNA的序列浓度是相当大