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词条 正超螺旋
释义

§ DNA超螺旋概念

DNA超螺旋

双螺旋进一步扭曲形成的更高层次的空间结构,包括DNA扭曲、超螺旋、多重螺旋和连环等。DNA正常的双螺旋结构处于能量最低状态,双螺旋中没有张力而处于松弛状态。如果这种正常双螺旋额外增加或减少螺旋圈数,就会使双螺旋内的原子偏离正常的位置而产生张力,这样正常的双螺旋就发生扭曲而形成超螺旋。超螺旋总是向着抵消初级螺旋改变的方向发展。超螺旋是DNA三级结构的主要形式。自从1965年Vinograd等人发现多瘤病毒的环形DNA的超螺旋以来,现已知道绝大多数原核生物都是共价封闭环(covalently closed circle,CCC)分子,这种双螺旋环状分子再度螺旋化成为超螺旋结构(superhelix或supercoil),如下图所示。有些单链环形染色体(如φ×174)或双链线形染色体(如噬菌体入),在其生活周期的某一阶段,也必将其染色体变为超螺旋形式。对于真核生物来说,虽然其染色体多为线形分子但其DNA均与蛋白质相结合,两个结合点之间的DNA形成一个突环(loop)结构,类似于CCC分子,同样具有超螺旋形式。超螺旋按其方向分为正超螺旋和负超螺旋两种。真核生物中,DNA与组蛋白八聚体形成核小体结构时,存在着负超螺旋。研究发现,所有的DNA超螺旋都是由DNA拓扑异构酶产生的。

§ 正超螺旋

正超螺旋

正向超螺旋:DNA扭曲发生在闭合前且扭曲方向与双螺旋方向相同的形成的超螺旋。DNA双螺旋本身进一步盘绕称超螺。旋超螺旋有正超螺旋和负超螺旋两种,负超螺旋的存在对于转录和复制都是必要的。超螺旋DNA是DNA在形成双链以后再次螺旋形成的。有正超螺旋,负超螺旋。一般的生命体是负超螺旋,可以减少DNA螺旋的圈数。正超螺旋可以增加螺旋数,有些细菌和病毒是正超螺旋。

DNA新生链的合成由DNA聚合酶Ⅲ所催化,然而,DNA必须由螺旋酶在复制叉处边移动边解开双链。这样就产生了一种拓扑学上的问题:由于DNA的解链,在DNA双链区势必产生正超螺旋,在环状DNA中更为明显,当达到一定程度后就会造成复制叉难再继续前进,从而终止DNA复制。

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更新时间:2025/2/22 2:21:23