rechts|gerahmt|Animierte Struktur der Z-DNA. mini|Seitliche Ansicht von A-, B- und 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, die 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 Mit dem Zusammenhang zwischen Z-DNA und B-DNA beschäftigten sich Pohl und Jovin in frühen Arbeiten. Sie konnten zeigen, dass der Circulardichroismus, kurz CD, von poly(dG-dC) unter Verwendung von 4 M NaCl-Lösung beinahe vollständig umkehrbar war. Die Vermutung, dass die Ursache dafür eine Umwandlung von B-DNA nach Z-DNA war, wurde später durch Ramanspektroskopie von Z-DNA Kristallen in der Lösung belegt. Die Z-DNA selbst wurde im Jahr 1979 als erste kristalline DNA-Struktur von Alexander Rich, Andrew Wang und Mitarbeitern am MIT entdeckt (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.
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. 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.
+Strukturinformationen der drei DNA-Formen, die biologisch relevant sein könnten (B-DNA ist die in der belebten Natur häufigste Form) Strukturmerkmal A-DNA B-DNA Z-DNA helikaler Drehsinn rechts rechts linksDurchmesser ≈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: antiPurine: syn
Literatur
Quellen
Kategorie:Desoxyribonukleinsäure Kategorie:Abkürzung