A-DNA

Seitenansicht und Obenansicht von A-, B- und Z-DNA

A-DNA ist eine der möglichen Doppelhelix-Strukturen von DNA.

Eigenschaften

A-DNA ist eine rechtsgängige doppelsträngige DNA-Doppelhelix, die im Vergleich zur B-Form kompakter ist und deren Nukleinbasen nicht orthogonal zur Helixachse ausgerichtet sind. A-DNA ist die bei niedriger Feuchtigkeit vorliegende Form doppelsträngiger DNA, z. B. bei getrockneter DNA oder DNA-Kristallen.[1] Andere DNA-Strukturen sind z. B. B-DNA, Z-DNA, C-DNA, hairpin, triplex, cruciform, left-handed Z-form, tetraplex und A-motif.[2] Möglicherweise wird die A-Form auch bei hybriden DNA-RNA-Doppelhelices ausgebildet, da eine ähnliche Struktur auch die häufigste Form von RNA-RNA-Doppelhelices ist. Die Zuckereinheiten haben bei A-DNA eine 3’-endo-Konformation, im Gegensatz zur B-DNA, welche eine 2’-endo-Konformation der Zuckereinheiten besitzt. Dies ermöglicht es auch doppelsträngigen RNA-Regionen eine A-DNA-ähnliche-Form einzunehmen, da die sterische Hinderung durch die 3’-endo-Konformation nicht bei der Ausbildung der A-Form stört, im Gegensatz zur 2’-endo-Konformation der B-Form. Aufgrund der kompakten Form besitzt A-DNA im Vergleich zu B-DNA eine höhere Anzahl an Nukleinbasen pro Windung der Helix, eine tiefere große Furche und eine flachere kleine Furche. A-DNA ist im Vergleich zu B-DNA um etwa 30 % verkürzt und breiter.

Doppelsträngige DNA-Strukturen (dsDNA)

Helixachse (gelbe Punkte) in Bezug auf Guanidin-Cytidin-Basenpaarungen bei A-, B- und Z-DNA
Basenpaargeometrien
Geometrie A-Form B-Form Z-Form
Helix-Drehrichtung rechtsgängig rechtsgängig linksgängig
Wiederholungseinheit 1 bp 1 bp 2 bp
Rotation/bp 33,6° 35,9° 60°/2
bp/Windung 11 10,5 12
Inklination der bp zur Achse +19° −1,2° −9°
Länge/bp entlang der Achse 2,4 Å (0,24 nm) 3,4 Å (0,34 nm) 3,7 Å (0,37 nm)
Länge/Windung 24,6 Å (2,46 nm) 33,2 Å (3,32 nm) 45,6 Å (4,56 nm)
Biegung (propeller twist) +18° +16° 0°
Glycosylwinkel anti anti Pyrimidin: anti,
Purin: syn
Phosphatabstand 5,9 Å 7,0 Å C: 5,7 Å,
G: 6,1 Å
Glycosylflexibilität (sugar pucker) C3'-endo C2'-endo C: C2'-endo,
G: C3'-endo
Durchmesser 23 Å (2,3 nm) 20 Å (2,0 nm) 18 Å (1,8 nm)

Literatur

  • E. Girard, T. Prangé, A. C. Dhaussy, E. Migianu-Griffoni, M. Lecouvey, J. C. Chervin, M. Mezouar, R. Kahn, R. Fourme: Adaptation of the base-paired double-helix molecular architecture to extreme pressure. In: Nucleic acids research. Band 35, Nummer 14, 2007, S. 4800–4808, doi:10.1093/nar/gkm511, PMID 17617642, PMC 1950552 (freier Volltext).
  • P. Cysewski: The post-SCF quantum chemistry characteristics of inter- and intra-strand stacking interactions in d(CpG) and d(GpC) steps found in B-DNA, A-DNA and Z-DNA crystals. In: Journal of molecular modeling. Band 15, Nummer 6, Juni 2009, S. 597–606, doi:10.1007/s00894-008-0378-9, PMID 19039609.

Einzelnachweise

  1. ↑ M. C. Wahl, M. Sundaralingam: Crystal structures of A-DNA duplexes. In: Biopolymers. Band 44, Nummer 1, 1997, S. 45–63, PMID 9097733, doi:10.1002/(SICI)1097-0282(1997)44:1<45::AID-BIP4>3.0.CO;2-#.
  2. ↑ J. Choi, T. Majima: Conformational changes of non-B DNA. In: Chemical Society reviews. Band 40, Nummer 12, Dezember 2011, S. 5893–5909, doi:10.1039/c1cs15153c, PMID 21901191.

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