Кристаллографические методы (A-тракты ДНК)
Для кристаллических структур ДНК, содержащих А-тракты, основные углы спирали ДНК- roll и tilt практически не отличаются от средних параметров В формы ( Nelson et al, 1987 , Coll et al,1987 ). Отличительная черта А трактов в таких структурах - значительная деформация плоскости комплементарной АТ пары, приводящая к образованию так называемого пропеллера , причем двугранный угол между плоскостью озотистыхоснований аденина и комплементарного тимина менятся в диапазоне 15-25 градусов, максимальное значение достигается в середине А-тракта, причем среднее и максимальное значение тем выше, чем длиннее А-тракт. Высокое значение угла пропеллера приводит к максимизации пурин-пуриновых стекинговых взаимодействии и потенциально к созданию системы дополнительных водородных связей. Этот пропеллер сближает N6 атом аденина с O4 атомом тимина - соседа со стороны 3' фланга, делая возможным образование водородной связи не-Уотсон-Криковского типа диагонально через большую бороздку в дополнении к основной Уотсон-Криковской водородной связи. Создается бифуркационная связь, повтор которой в целом со стороны главной бороздки напоминает зигзаги из водородных связей. Заметим, что систему возможных бифуркационных связей не нарушают A-T и А-I динуклеотиды, в отличие от T-A динуклеотида ( Shatzky-Schwartz et al, 1997 ).
Это находится в согласии с тем наблюдением, что последовательности, содержащие тракты (NA4T4N)n и (NT4A4N)n, отличаются по подвижности в геле: если фрагменты первой характеризуются существенной задержкой в геле, то для фрагментов второй задержка практически отсутствует ( Hagerman, 1986 ), что свидетельствует в пользу существования бифуркационных связей в ДНК и в растворе.
Дополнительная черта А-трактов - присутствие упорядоченного массива (spine) молекул воды, ассоциированной с сахаро-фосфатным остовом, а также с малой и большой бороздкой ( Drew and Dickerson 1981 , Kopka, et al, 1983 ). Их выявление зависит от кристаллографического разрешения (молекулы воды отчетливо видны при разрешении в 1.9 или 2.3 А, но не при 2.7 А или 3 А), температуры и режима кристаллизации.
Следствием этих процессов является сужение узкой бороздки до 9.5+/- 0.4 А, при средней ширине для В формы в 12 А, тогда как ширина большой бороздки практически не меняется (17.2 А по сравнению с 17.5 А для В формы) и уменьшение среднего межплоскостного расстояния (параметр slide) до 3.1 А по сравнению 3.4 А, характерного для В формы. При этом значения сахаро-фосфатных торсионных углов находятся в границах, характерных для В формы.
Энергетические модельные расчеты свидетельствуют о том, что гидратная оболочка, связанная с сахаро-фосфатным остовом, вносит значительный вклад в сужение минорной бороздки. Наличие гидратной цепочки вызывает уменьшение периода спирали до 10 нп ( Chuprina, 1987 ), в отличие от характеристического для других последовательностей периода в 10,6 нп ( Peck & Wang, 1981 , Rodes & Klug, 1981 , Strauss et al, 1981 ) и также вызывает стабилизацию структуры А-трактов в аномальной конформации ( Chuprina, 1985 , Chuprina,1986 , Chuprina,1987 ).
Смотрите также:
