In der Molekularbiologie , die Doppelhelix ist die Sekundärstruktur von Doppel - gestrandeter DNA , wie populär James Watson mit Francis Crick auf der Grundlage der Arbeiten von Röntgenkristallographie durchgeführt von Rosalind Franklin mit Hilfe von Raymond Gosling bei durch seine Buch La Double Hélice (en) , veröffentlicht 1968.
Die DNA-Doppelhelix wird oft fälschlicherweise als zwei Stränge dargestellt, die symmetrisch umeinander gewickelt sind. In Wirklichkeit haben die drei Hauptformen doppelsträngiger DNA - DNA A , DNA B und DNA Z genannt - eine große und eine kleine Furche, die ihre biochemischen Eigenschaften weitgehend bestimmen: Tatsächlich liegt dies auf der Ebene der Hauptrille Die Nucleic Basen sind am zugänglichsten, insbesondere über die DNA-Bindungsdomänen bestimmter Proteine und Enzyme .
Rahmen | DNA A. | DNA B. | Z-DNA |
---|---|---|---|
Richtung des Propellers | Recht | Recht | links |
Wiederholtes Muster | 1 bp | 1 bp | 2 bp |
Drehung um zwei Basen | 32,7 ° | 34,3 ° | 60 ° / 2 |
Paar Basen pro Propellerumdrehung | 11 | 10.5 | 12 |
Propellersteigung pro Umdrehung | 2,82 nm | 3,32 nm | 4,56 nm |
Achsverlängerung um zwei Basen | 0,24 nm | 0,32 nm | 0,38 nm |
Durchmesser | 2,3 nm | 2,0 nm | 1,8 nm |
Neigung der Basenpaare um die Achse des Propellers | + 19 ° | -1,2 ° | −9 ° |
Mittlere Drehung ( Propellerdrehung ) | + 18 ° | + 16 ° | 0 ° |
Orientierung der Substituenten der Basen an den osidischen Resten |
Anti | Anti |
Pyrimidin : Anti, Purin : Syn |
Faltung / endocyclische Torsion der Furanose ( Sugar Pucker ) |
C3'- Endo | C2'- Endo |
Cytosin : C2'- Endo , Guanin : C2'- Exo |
Reihenfolge |
.DELTA.G / kcal · mol -1 |
---|---|
IHRE | –0,19 |
TG oder CA. | –0,55 |
CG | –0,91 |
AG oder CT | –1.06 |
AA oder TT | –1.11 |
BEIM | –1,34 |
GA oder TC | –1,43 |
CC oder GG | –1,44 |
AC oder GT | –1,81 |
GC | –2.17 |
Die Stabilität dieser Struktur wird durch eine Reihe von Parametern bestimmt, insbesondere ihre Länge, ihre GC-Rate , ihre Sequenz , ihre Konzentration im Lösungsmittel und deren Ionenstärke . Dies liegt daran, dass die beiden Stränge doppelsträngiger DNA durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Basenpaaren zusammengehalten werden. Je mehr Basenpaare vorhanden sind, desto mehr Wasserstoffbrückenbindungen müssen aufgebrochen werden. Da darüber hinaus Adenin - Thymin - Paare durch zwei Wasserstoffbindungen verbunden sind , während Guanin - Cytosin - Paare werden durch drei Wasserstoffbindungen, je höher das Niveau von GC, desto stabiler ist die Struktur vereinigt. Schließlich wird die Doppelhelix auch durch Stapelwechselwirkungen zwischen Kernbasen desselben Strangs stabilisiert, so dass die Reihenfolge der Stränge auch deren Stabilität beeinflusst.