Deoxyribonukleinsyre

Deoxyribonukleinsyre ( DNA ) er et makromolekyle (et af de tre vigtigste, de to andre er RNA og proteiner ), som giver lagring, transmission fra generation til generation og implementering af det genetiske program for udvikling og funktion af levende organismer . DNA-molekylet lagrer biologisk information i form af en genetisk kode bestående af en sekvens af nukleotider [1] . DNA indeholder information om strukturen af ​​forskellige typer RNA og proteiner .

I eukaryote celler ( dyre- , plante- og svampeceller ) findes DNA i cellekernen som en del af kromosomerne såvel som i nogle celleorganeller ( mitokondrier og plastider ). I cellerne i prokaryote organismer ( bakterier og archaea ) er et cirkulært eller lineært DNA-molekyle, det såkaldte nukleoid , bundet internt til cellemembranen . De og lavere eukaryoter (for eksempel gær ) har også små autonome, for det meste cirkulære DNA-molekyler kaldet plasmider . Derudover kan enkelt- eller dobbeltstrengede DNA-molekyler danne genomet af DNA-holdige vira .

Fra et kemisk synspunkt er DNA et langt polymert molekyle bestående af gentagne blokke - nukleotider . Hvert nukleotid består af en nitrogenholdig base , en sukkergruppe ( deoxyribose ) og en fosfatgruppe . Bindingerne mellem nukleotider i en kæde dannes af deoxyribose og en fosfatgruppe (phosphodiesterbindinger). I det overvældende flertal af tilfælde (bortset fra nogle vira, der indeholder enkeltstrenget DNA), består DNA- makromolekylet af to kæder orienteret af nitrogenholdige baser til hinanden. Dette dobbeltstrengede molekyle er snoet i en helix . Strukturen af ​​DNA-molekylet som helhed har fået det traditionelle, men fejlagtige navn "dobbelt helix ": faktisk er det en "dobbelt skrue ". Helixen kan være højre (A- og B-former af DNA) eller venstre (Z-form af DNA) [2] .

Der findes fire typer nitrogenholdige baser i DNA ( adenin (A), guanin (G), thymin (T) og cytosin (C)). De nitrogenholdige baser i en af ​​kæderne er forbundet med de nitrogenholdige baser i den anden kæde ved hjælp af hydrogenbindinger efter komplementaritetsprincippet : adenin (A) kombineres kun med thymin (T), guanin  (G) kun med cytosin (C) . Nukleotidsekvensen giver dig mulighed for at "kode" information om forskellige typer RNA, hvoraf de vigtigste er information eller skabelon ( mRNA ), ribosomalt ( rRNA ) og transport ( tRNA ). Alle disse typer RNA syntetiseres på DNA-skabelonen ved at kopiere DNA-sekvensen ind i RNA-sekvensen, der syntetiseres under transkriptionen , og deltager i proteinbiosyntese ( translationsproces ). Ud over kodende sekvenser indeholder celle-DNA sekvenser, der udfører regulatoriske og strukturelle funktioner. Derudover findes regioner, der tilhører "genetiske parasitter", såsom transposoner , ofte i det eukaryote genom .

Dechifrering af DNA's struktur ( 1953 ) var et af vendepunkterne i biologiens historie. For enestående bidrag til denne opdagelse blev Francis Crick , James Watson og Maurice Wilkins tildelt 1962 Nobelprisen i fysiologi eller medicin . Rosalind Franklin , som modtog røntgenbilleder , uden hvilke Watson og Crick ikke ville have været i stand til at drage konklusioner om DNA-strukturen, døde i 1958 af kræft ( Nobelprisen gives ikke posthumt) [3] .

Studiehistorie

DNA som et kemisk stof blev isoleret af Johann Friedrich Miescher i 1869 fra resterne af celler indeholdt i pus. Han isolerede et stof, som omfatter nitrogen og fosfor. I starten blev det nye stof kaldt nuklein , og senere, da Misher fandt ud af, at dette stof har sure egenskaber, fik stoffet navnet nukleinsyre [4] . Den biologiske funktion af det nyopdagede stof var uklar, og DNA blev i lang tid betragtet som et lagerhus af fosfor i kroppen . Desuden troede mange biologer selv i begyndelsen af ​​det 20. århundrede, at DNA intet havde at gøre med transmission af information, da strukturen af ​​molekylet efter deres mening var for ensartet og ikke kunne indeholde kodet information.

Indtil 1930'erne troede man, at DNA kun fandtes i dyreceller, og at RNA fandtes i planteceller . I 1934, i tidsskriftet "Hoppe-Seyler's Zeitschrift fur physiologishe Chemie" [5] , derefter i 1935 i " Scientific Notes of Moscow State University " [6] udkom artikler af de sovjetiske biokemikere A. N. Belozersky og A. R. Kizel , hvor de beviste tilstedeværelsen af ​​DNA i planteceller. I 1936 isolerede Belozerskys gruppe DNA fra frø og væv fra bælgfrugter, korn og andre planter [7] . Resultatet af forskning udført af den samme gruppe sovjetiske videnskabsmænd i 1939-1947  var den første information i verdens videnskabelige litteratur om indholdet af nukleinsyrer i forskellige typer bakterier.

Efterhånden blev det bevist, at det er DNA, og ikke proteiner, som tidligere antaget, der er bæreren af ​​genetisk information . Et af de første afgørende beviser kom fra eksperimenterne af Oswald Avery, Colin Macleod og Maclean McCarthy (1944) på ​​bakteriel transformation . De var i stand til at vise, at DNA isoleret fra pneumokokker er ansvarlig for den såkaldte transformation (erhvervelsen af ​​sygdomsfremkaldende egenskaber ved en harmløs kultur som følge af tilføjelsen af ​​døde patogene bakterier til det). Et eksperiment udført af de amerikanske videnskabsmænd Alfred Hershey og Martha Chase ( Hershey-Chase eksperiment , 1952 ) med radioaktivt mærkede proteiner og DNA fra bakteriofager viste, at kun fagnukleinsyre overføres til en inficeret celle, og en ny generation af fag indeholder de samme proteiner og nukleinsyre, som den oprindelige fag [8] .

Indtil 1950'erne forblev den nøjagtige struktur af DNA, såvel som måden til transmission af arvelig information, ukendt. Selvom man med sikkerhed vidste, at DNA bestod af flere nukleotidstrenge, vidste ingen præcis, hvor mange af disse strenge var, og hvordan de var forbundet.

Som et resultat af arbejdet i gruppen af ​​biokemiker Erwin Chargaff i 1949-1951. de såkaldte Chargaff-regler blev formuleret . Chargaff og medarbejdere var i stand til at adskille DNA-nukleotider ved hjælp af papirkromatografi og bestemme de nøjagtige kvantitative forhold mellem forskellige typer nukleotider. Forholdet afsløret for adenin (A), thymin (T), guanin (G) og cytosin (C) viste sig at være følgende: mængden af ​​adenin er lig med mængden af ​​thymin, og guanin er lig med mængden af cytosin: A=T, G=C [9] [10] . Disse regler spillede sammen med data fra røntgendiffraktionsanalyse en afgørende rolle i dechifreringen af ​​DNA-strukturen.

DNA-dobbelthelixstrukturen blev foreslået af Francis Crick og James Watson i 1953 baseret på røntgendata opnået af Maurice Wilkins og Rosalind Franklin og Chargaffs regler [11] . Senere blev modellen for DNA-struktur foreslået af Watson og Crick bevist, og deres arbejde blev tildelt Nobelprisen i fysiologi eller medicin i 1962.  Rosalind Franklin, som var død af kræft på det tidspunkt, var ikke blandt prismodtagerne, da prisen uddeles ikke posthumt [12] .

Det er interessant, at amerikanerne Alexander Rich, Gary Felsenfeld og David Davis i 1957 beskrev en nukleinsyre sammensat af tre helixer [13] . Og i 1985-1986 viste Maxim Davidovich Frank-Kamenetsky i Moskva, hvordan dobbeltstrenget DNA foldes til den såkaldte H-form, sammensat af ikke to, men tre DNA-strenge [14] [15] .

Struktur af molekylet

Nukleotider

Deoxyribonukleinsyre (DNA) er en biopolymer ( polyanion ), hvis monomer er et nukleotid [16] [17] .

Hvert nukleotid består af en phosphorsyrerest bundet i 5'-positionen til deoxyribosesukkeret , hvortil en af ​​de fire nitrogenholdige baser også er bundet via en glykosidbinding (C-N) i 1'-positionen . Det er tilstedeværelsen af ​​et karakteristisk sukker, der er en af ​​de vigtigste forskelle mellem DNA og RNA , registreret i navnene på disse nukleinsyrer (RNA indeholder ribosesukker ) [18] . Et eksempel på et nukleotid er adenosinmonofosfat , hvor basen bundet til fosfat og ribose er adenin (A) (vist på figuren).

Baseret på strukturen af ​​molekylerne er baserne, der udgør nukleotiderne, opdelt i to grupper: puriner ( adenin [A] og guanin [G]) dannes af forbundne fem- og seksleddede heterocykler ; pyrimidiner ( cytosin [C] og thymin [T]) er seksleddede heterocykler [19] .

Som en undtagelse, for eksempel i bakteriofagen PBS1, findes den femte type baser i DNA - uracil ([U]), en pyrimidinbase, der adskiller sig fra thymin i fravær af en methylgruppe på ringen, som normalt erstatter thymin i RNA [20] .

Thymin (T) og uracil (U) er ikke så strengt begrænset til henholdsvis DNA og RNA, som tidligere antaget. Så efter syntesen af ​​nogle RNA-molekyler methyleres et betydeligt antal uraciler i disse molekyler ved hjælp af specielle enzymer, der bliver til thymin. Dette sker i transport- og ribosomale RNA'er [21] .

Dobbelt helix

DNA-polymeren har en ret kompleks struktur. Nukleotider er koblet sammen kovalent til lange polynukleotidkæder . I det overvældende flertal af tilfælde (bortset fra nogle vira med enkeltstrengede DNA-genomer), kombineres disse kæder i par ved hjælp af hydrogenbindinger til en sekundær struktur kaldet en dobbelt helix [11] [18] . Rygraden i hver kæde består af alternerende fosfater og sukkerarter [22] . Inden for en DNA-streng er tilstødende nukleotider forbundet med phosphodiesterbindinger , som dannes som et resultat af interaktionen mellem 3'-hydroxyl (3'-OH)-gruppen i deoxyribosemolekylet i et nukleotid og 5'-phosphatgruppen (5'-RO3 ) af en anden. De asymmetriske ender af DNA-kæden kaldes 3' (tre primtal) og 5' (fem primtal). Kædepolaritet spiller en vigtig rolle i DNA-syntese (kædeforlængelse er kun mulig ved at tilføje nye nukleotider til den frie 3'-ende).

Som nævnt ovenfor består DNA i langt de fleste levende organismer af ikke én, men to polynukleotidkæder. Disse to lange kæder er snoet rundt om hinanden i form af en dobbelt helix, stabiliseret af hydrogenbindinger dannet mellem de nitrogenholdige baser af dets bestanddele, der vender mod hinanden. I naturen er denne spiral oftest højrehåndet. Retningen fra 3'-enden til 5'-enden i de to strenge, der udgør DNA-molekylet, er modsatte (strengene er "anti-parallelle" med hinanden).

Bredden af ​​den dobbelte helix er fra 22 til 24 Å eller 2,2-2,4 nm , længden af ​​hvert nukleotid er 3,3 Å (0,33 nm) [23] . Ligesom der kan ses trin på siden af ​​en vindeltrappe, på DNA-dobbelthelixen, i mellemrummene mellem molekylets fosfatrygrad, kan man se kanterne af baserne, hvis ringe er placeret i et plan vinkelret til makromolekylets længdeakse.

I dobbeltspiralen er der små (12 Å) og store (22 Å) riller [24] . Proteiner, såsom transkriptionsfaktorer, der knytter sig til specifikke sekvenser i dobbeltstrenget DNA, interagerer normalt med basekanter i hovedrillen, hvor de er mere tilgængelige [25] .

Dannelse af bindinger mellem baser

Hver base på en af ​​strengene er forbundet med en specifik base på den anden streng. En sådan specifik binding kaldes komplementær . Puriner er komplementære til pyrimidiner (det vil sige i stand til at danne hydrogenbindinger med dem): adenin danner kun bindinger med thymin og cytosin med guanin. I dobbelthelixen er kæderne også forbundet ved hydrofobe interaktioner og stabling , som er uafhængige af DNA-basesekvensen [26] .

Komplementariteten af ​​den dobbelte helix betyder, at informationen indeholdt i den ene streng også er indeholdt i den anden streng. Reversibiliteten og specificiteten af ​​interaktioner mellem komplementære basepar er vigtig for DNA-replikation og alle andre funktioner af DNA i levende organismer.

Da hydrogenbindinger er ikke-kovalente , brydes de let og genoprettes. Dobbeltspiralkæder kan divergere som en lynlås under påvirkning af enzymer ( helicase ) eller ved høj temperatur [27] . Forskellige basepar danner forskellige antal hydrogenbindinger. AT'er er forbundet med to, GC'er af tre hydrogenbindinger, så der kræves mere energi for at bryde GC'erne. Procentdelen af ​​HC-par og længden af ​​DNA-molekylet bestemmer mængden af ​​energi, der kræves til dissociering af kæder: lange DNA-molekyler med et højt indhold af HC er mere refraktære [28] . Smeltetemperaturen af ​​nukleinsyrer afhænger af det ioniske miljø, og en stigning i ionstyrken stabiliserer DNA'et mod denaturering. Når natriumchlorid tilsættes til DNA, er der en lineær sammenhæng mellem smeltepunktet og logaritmen af ​​opløsningens ionstyrke. Det antages, at tilsætning af en elektrolyt fører til screening af ladninger i DNA-strenge og derved reducerer de elektrostatiske frastødende kræfter mellem ladede fosfatgrupper, hvilket bidrager til strukturens stivhed. På samme måde øges smeltepunktet for DNA af mangan-, kobolt-, zink- og nikkelioner, men kobber-, cadmium- og blyioner sænker det tværtimod [29] .

Dele af DNA-molekyler, der på grund af deres funktion let skal kunne adskilles, såsom TATA-sekvensen i bakterielle promotorer , indeholder normalt store mængder A og T.

Kemiske modifikationer af nitrogenholdige baser

Nitrogenholdige baser i DNA kan modificeres kovalent, hvilket bruges til regulering af genekspression. For eksempel i hvirveldyrceller bruges cytosinmethylering til dannelse af 5-methylcytosin af somatiske celler til at videregive genekspressionsprofilen til datterceller. Cytosin-methylering påvirker ikke baseparringen i DNA-dobbelthelixen. Hos hvirveldyr er DNA-methylering i somatiske celler begrænset til cytosin-methylering i CH-sekvensen [30] . Det gennemsnitlige niveau af methylering er forskelligt i forskellige organismer, for eksempel i nematoden Caenorhabditis elegans observeres cytosinmethylering ikke, mens et højt niveau af methylering, op til 1%, blev fundet hos hvirveldyr [31] . Andre basemodifikationer omfatter adeninmethylering i bakterier og uracilglycosylering for at danne en "J-base" i kinetoplaster [32] .

Cytosinmethylering med dannelsen af ​​5-methylcytosin i promotordelen af ​​genet korrelerer med dets inaktive tilstand [33] . Cytosinmethylering er også vigtig for X-kromosominaktivering hos pattedyr [34] . DNA-methylering bruges til genomisk prægning [35] . Betydelige forstyrrelser i DNA-methyleringsprofilen forekommer under carcinogenese [36] .

På trods af dets biologiske rolle kan 5-methylcytosin spontant miste sin aminogruppe (deamineret) og blive til thymin , så methylerede cytosiner er en kilde til et øget antal mutationer [37] .

DNA-skade

DNA kan blive beskadiget af en række mutagener , som omfatter oxiderende og alkylerende stoffer, såvel som højenergi elektromagnetisk stråling  - ultraviolet og røntgenstråler . Typen af ​​DNA-skade afhænger af typen af ​​mutagen. For eksempel beskadiger ultraviolet DNA ved at danne thymin-dimerer i det, som opstår under dannelsen af ​​kovalente bindinger mellem tilstødende baser [39] .

Oxidanter såsom frie radikaler eller hydrogenperoxid forårsager flere typer DNA-skader, herunder basemodifikationer, især guanosin, samt dobbeltstrengsbrud i DNA [40] . Ifølge nogle skøn beskadiges omkring 500 baser dagligt af oxiderende forbindelser i hver menneskecelle [41] [42] . Blandt de forskellige typer skader er de farligste dobbeltstrengsbrud, fordi de er svære at reparere og kan føre til tab af kromosomsektioner ( deletioner ) og translokationer .

Mange mutagene molekyler indsætter ( interkalerer ) mellem to tilstødende basepar. De fleste af disse forbindelser, for eksempel: ethidiumbromid , daunorubicin , doxorubicin og thalidomid , har en aromatisk struktur. For at en intercalating compound kan passe mellem baserne, skal de adskille, afvikle og bryde strukturen af ​​den dobbelte helix. Disse ændringer i DNA-strukturen interfererer med replikation , hvilket forårsager mutationer og transkription . Derfor er interkalerende forbindelser ofte kræftfremkaldende stoffer , hvoraf de bedst kendte er benzopyren , acridiner , aflatoksin og ethidiumbromid [43] [44] [45] . På trods af disse negative egenskaber, på grund af deres evne til at hæmme transkription og DNA-replikation, anvendes interkalatorer i kemoterapi til at undertrykke hurtigt voksende cancerceller [46] .

Nogle stoffer ( cisplatin [47] , mitomycin C [48] , psoralen [49] ) danner tværbindinger mellem DNA-strenge og hæmmer DNA-syntesen, på grund af hvilket de bruges i kemoterapi af visse typer kræft (se Kemoterapi af maligne neoplasmer ).

Supertwist

Hvis du tager enderne af rebet og begynder at sno dem i forskellige retninger, bliver det kortere, og der dannes "superspoler" på rebet. DNA kan også være supercoiled. I normaltilstanden laver DNA-kæden en omgang for hver 10,4 basepar, men i supersnoet tilstand kan helixen vikles strammere eller optrevles [50] . Der er to typer supertwisting: positiv - i retning af normale drejninger, hvor baserne er placeret tættere på hinanden; og negativ i den modsatte retning. I naturen er DNA-molekyler normalt i negativ supercoiling, som introduceres af enzymer, topoisomeraser [51] . Disse enzymer fjerner yderligere vridninger, der opstår i DNA som følge af transkription og replikation [52] .

Strukturer i enderne af kromosomerne

I enderne af lineære kromosomer er specialiserede DNA-strukturer kaldet telomerer . Hovedfunktionen af ​​disse regioner er at opretholde integriteten af ​​kromosomender [54] . Telomerer beskytter også DNA-ender mod nedbrydning af exonukleaser og forhindrer aktivering af reparationssystemet [55] . Da konventionelle DNA-polymeraser ikke kan replikere 3'-enderne af kromosomerne, gør et særligt enzym, telomerase , dette .

I humane celler er telomerer ofte repræsenteret af enkeltstrenget DNA og består af flere tusinde gentagne enheder af TTAGGG-sekvensen [56] . Disse guaninrige sekvenser stabiliserer enderne af kromosomerne og danner meget usædvanlige strukturer kaldet G-quadruplexes , som består af fire snarere end to interagerende baser. Fire guaninbaser, hvis atomer alle er i samme plan, danner en plade stabiliseret af hydrogenbindinger mellem baserne og chelering af en metalion i midten af ​​den (oftest kalium ). Disse plader er stablet over hinanden [57] .

Andre strukturer kan også dannes i enderne af kromosomerne: Baserne kan være placeret i en kæde eller i forskellige parallelle kæder. Ud over disse "stable" strukturer danner telomerer store loop-lignende strukturer kaldet T-loops eller telomere loops. I dem er enkeltstrenget DNA placeret i form af en bred ring stabiliseret af telomere proteiner [58] . I slutningen af ​​T-løkken forbinder enkeltstrenget telomert DNA dobbeltstrenget DNA, hvilket forstyrrer parringen af ​​strenge i dette molekyle og danner bindinger med en af ​​strengene. Denne trestrengede formation kaldes D-loop (fra engelsk  displacement loop ) [57] .

Biologiske funktioner

DNA er bæreren af ​​genetisk information , skrevet som en sekvens af nukleotider ved hjælp af den genetiske kode . To fundamentale egenskaber ved levende organismer er forbundet med DNA-molekyler - arvelighed og variabilitet . Under en proces kaldet DNA- replikation dannes to kopier af den oprindelige kæde, som nedarves af datterceller under deling , hvilket betyder, at de resulterende celler er genetisk identiske med originalen.

Genetisk information realiseres under genekspression i processerne med transkription (syntese af RNA- molekyler på en DNA-skabelon) og translation (syntese af proteiner på en RNA- skabelon ).

Sekvensen af ​​nukleotider "koder" for information om forskellige typer RNA: informations- eller skabelon ( mRNA ), ribosomalt ( rRNA ) og transport ( tRNA ). Alle disse typer RNA syntetiseres fra DNA gennem transkriptionsprocessen . Deres rolle i proteinbiosyntese ( translationsproces ) er anderledes. Messenger RNA indeholder information om sekvensen af ​​aminosyrer i et protein , ribosomalt RNA tjener som grundlag for ribosomer (komplekse nukleoproteinkomplekser, hvis hovedfunktion er at samle et protein fra individuelle aminosyrer baseret på mRNA), overføre RNA levere amino syrer til proteinsamlingsstedet - til det aktive centrum af ribosomet, "krybende" langs mRNA'et.

Strukturen af ​​genomet

Det meste naturlige DNA har en dobbeltstrenget struktur, enten lineær ( eukaryoter , nogle vira og visse slægter af bakterier ) eller cirkulær ( prokaryoter , kloroplaster og mitokondrier ). Nogle vira og bakteriofager indeholder lineært enkeltstrenget DNA . DNA-molekyler er in vivo i en tætpakket, kondenseret tilstand [59] . I eukaryote celler er DNA hovedsageligt placeret i kernen, og på stadiet af profase, metafase eller anafase af mitose er det tilgængeligt til observation ved hjælp af et lysmikroskop i form af et sæt kromosomer . Bakteriel (prokaryot) DNA er normalt repræsenteret af et enkelt cirkulært DNA-molekyle placeret i en uregelmæssigt formet formation i cytoplasmaet kaldet en nukleoid [60] . Genomets genetiske information består af gener. Et gen er en enhed for transmission af arvelig information og et afsnit af DNA, der påvirker en bestemt egenskab ved en organisme. Genet indeholder en åben læseramme, der transskriberes samt regulatoriske sekvenser, såsom promotor og enhancer , som styrer ekspressionen af ​​åbne læserammer.

Hos mange arter koder kun en lille del af den samlede genomsekvens for proteiner. Således består kun omkring 1,5% af det menneskelige genom af proteinkodende exoner , og mere end 50% af humant DNA består af ikke-kodende gentagne DNA-sekvenser [61] . Årsagerne til tilstedeværelsen af ​​en så stor mængde ikke-kodende DNA i eukaryote genomer og den enorme forskel i genomstørrelse (C-værdi) er et af de uløste videnskabelige mysterier [62] ; forskning på dette område peger også på et stort antal fragmenter af relikvievirus i denne del af DNA'et.

Ikke-proteinkodende genomsekvenser

I øjeblikket ophobes der flere og flere data, der modsiger ideen om ikke-kodende sekvenser som "junk-DNA" ( eng.  junk-DNA ). Telomerer og centromerer indeholder få gener, men de er vigtige for kromosomfunktionen og stabiliteten [55] [63] . En almindelig form for humane ikke-kodende sekvenser er pseudogener , kopier af gener inaktiveret som følge af mutationer [64] . Disse sekvenser er noget som molekylære fossiler , selvom de nogle gange kan tjene som udgangsmateriale for genduplikation og efterfølgende divergens [65] . En anden kilde til proteindiversitet i kroppen er brugen af ​​introner som "skærings- og limlinjer" i alternativ splejsning [66] . Endelig kan ikke-proteinkodende sekvenser kode for cellulære hjælper- RNA'er , såsom snRNA'er [67] . En nylig transkriptionsundersøgelse af det humane genom viste, at 10% af genomet giver anledning til polyadenyleret RNA [68] og en undersøgelse af musegenomet viste, at 62% af det transskriberes [69] .

Transskription og oversættelse

Den genetiske information kodet i DNA skal læses og i sidste ende udtrykkes i syntesen af ​​de forskellige biopolymerer , der udgør celler. Basesekvensen i en DNA-streng bestemmer direkte basesekvensen i RNA , som den "omskrives" til i en proces kaldet transkription. I tilfælde af mRNA definerer denne sekvens proteinets aminosyrer . Forholdet mellem mRNA-nukleotidsekvensen og aminosyresekvensen bestemmes af translationsregler , som kaldes den genetiske kode . Den genetiske kode består af tre-bogstavs "ord" kaldet kodoner , bestående af tre nukleotider (dvs. ACT, CAG, TTT osv.). Under transkription kopieres nukleotiderne af et gen til det syntetiserede RNA af RNA-polymerase . Denne kopi, i tilfælde af mRNA, afkodes af ribosomet , som "læser" mRNA-sekvensen ved at parre messenger-RNA'et med transfer-RNA'et , som er knyttet til aminosyrerne. Da der bruges 4 baser i kombinationer på 3 bogstaver, er der i alt 64 kodoner (4³ kombinationer). Kodoner koder for 20 standardaminosyrer, som hver i de fleste tilfælde svarer til mere end én kodon. En af de tre kodoner, der er placeret for enden af ​​mRNA'et, betyder ikke en aminosyre og bestemmer slutningen af ​​proteinet, disse er "stop" eller "nonsens" kodoner - TAA, TGA, TAG.

Replikering

Celledeling er nødvendig for reproduktion af en encellet organisme og vækst af en flercellet organisme, men før deling skal en celle duplikere genomet, så dattercellerne indeholder samme genetiske information som den oprindelige celle. Af flere teoretisk mulige mekanismer for DNA-fordobling (replikation) realiseres en semi-konservativ. De to strenge adskilles og derefter reproduceres hver manglende komplementær DNA-sekvens af enzymet DNA-polymerase . Dette enzym syntetiserer en polynukleotidkæde ved at finde det korrekte nukleotid gennem komplementær baseparring og tilføje det til den voksende kæde. DNA-polymerase kan ikke starte en ny kæde, men kan kun opbygge en eksisterende, så den har brug for en kort kæde af nukleotider - ( primer ) syntetiseret af primase . Da DNA-polymeraser kun kan syntetisere en streng i 5' --> 3'-retningen, kopieres antiparallelle DNA-strenge på forskellige måder: en streng syntetiseres kontinuerligt, mens den anden streng er diskontinuerlig [70] .

Interaktion med proteiner

Alle funktioner af DNA afhænger af dets interaktion med proteiner. Interaktioner kan være uspecifikke, hvor proteinet binder til ethvert DNA-molekyle, eller afhænger af tilstedeværelsen af ​​en bestemt sekvens. Enzymer kan også interagere med DNA, hvoraf de vigtigste er RNA-polymeraser , som kopierer DNA-basesekvensen til RNA ved transkription eller i syntesen af ​​en ny DNA-kæde- replikation .

Strukturelle og regulatoriske proteiner

Velundersøgte eksempler på interaktionen mellem proteiner og DNA, som ikke afhænger af nukleotidsekvensen af ​​DNA, er interaktionen med strukturelle proteiner. I en celle er DNA bundet til disse proteiner for at danne en kompakt struktur kaldet kromatin . I eukaryoter dannes kromatin ved at binde små alkaliske proteiner, histoner, til DNA; mindre ordnet prokaryot kromatin indeholder histonlignende proteiner [71] [72] . Histoner danner en skiveformet proteinstruktur - nukleosom , omkring hver af dem passer to drejninger af DNA-helixen. Uspecifikke bindinger mellem histoner og DNA dannes på grund af ionbindinger af alkaliske aminosyrer i histoner og sure rester af sukker-phosphat-rygraden i DNA [73] . Kemiske modifikationer af disse aminosyrer omfatter methylering, phosphorylering og acetylering [74] . Disse kemiske modifikationer ændrer styrken af ​​interaktionen mellem DNA og histoner, påvirker tilgængeligheden af ​​specifikke sekvenser til transkriptionsfaktorer og ændrer transkriptionshastigheden [75] . Andre proteiner i kromatin, der binder til ikke-specifikke sekvenser, er proteiner med høj mobilitet i geler, der associerer mest med foldet DNA [76] . Disse proteiner er vigtige for dannelsen af ​​højere ordens strukturer i kromatin [77] .

En særlig gruppe af proteiner, der binder til DNA, er proteiner, der associeres med enkeltstrenget DNA. Det mest velkarakteriserede protein af denne gruppe hos mennesker er replikationsprotein A, uden hvilket de fleste af de processer, hvor dobbelthelixen afvikles, inklusive replikation, rekombination og reparation , ikke kan forekomme . Proteiner fra denne gruppe stabiliserer enkeltstrenget DNA og forhindrer stamløkkedannelse eller nedbrydning af nukleaser [78] .

Samtidig genkender og binder andre proteiner sig til specifikke sekvenser. Den mest undersøgte gruppe af sådanne proteiner er forskellige klasser af transkriptionsfaktorer , det vil sige proteiner, der regulerer transkription . Hvert af disse proteiner genkender en sekvens, ofte i en promotor , og aktiverer eller undertrykker gentranskription. Dette sker ved association af transkriptionsfaktorer med RNA-polymerase , enten direkte eller gennem intermediære proteiner. Polymerasen associerer først med proteiner og starter derefter transkription [79] . I andre tilfælde kan transkriptionsfaktorer binde sig til enzymer , der modificerer histonerne placeret på promotorerne , hvilket ændrer DNA's tilgængelighed til polymeraser [80] .

Da specifikke sekvenser forekommer mange steder i genomet , kan ændringer i aktiviteten af ​​en type transkriptionsfaktor ændre aktiviteten af ​​tusindvis af gener [81] . Følgelig reguleres disse proteiner ofte som reaktion på miljøændringer, organismeudvikling og celledifferentiering . Specificiteten af ​​interaktionen af ​​transkriptionsfaktorer med DNA er tilvejebragt af talrige kontakter mellem aminosyrer og DNA-baser, som gør det muligt for dem at "læse" DNA-sekvensen. De fleste basiskontakter forekommer i hovedrillen, hvor baserne er mere tilgængelige [25] .

Enzymer, der modificerer DNA

Topoisomeraser og helikaser

I en celle er DNA placeret i en kompakt, såkaldt. i en supersnoet tilstand, ellers ville hun ikke kunne passe ind i den. For at vitale processer kan finde sted, skal DNA være un-snoet, som produceres af to grupper af proteiner - topoisomeraser og helikaser.

Topoisomeraser  er enzymer, der har både nuklease- og ligaseaktiviteter . De ændrer graden af ​​supercoiling i DNA. Nogle af disse enzymer skærer DNA-spiralen og lader en af ​​strengene rotere, hvorved niveauet af supercoiling reduceres, hvorefter enzymet lukker hullet [51] . Andre enzymer kan skære en af ​​strengene og føre den anden streng gennem bruddet og derefter ligere bruddet i den første streng [82] . Topoisomeraser er essentielle i mange DNA-relaterede processer såsom replikation og transkription [52] .

Helikaser  er proteiner, der er en af ​​de molekylære motorer . De bruger den kemiske energi fra nukleotidtrifosfater , oftest ATP , til at bryde hydrogenbindinger mellem baser og afvikle den dobbelte helix i separate strenge [83] . Disse enzymer er essentielle for de fleste processer, hvor proteiner har brug for adgang til DNA-baser.

Nukleaser og ligaser

I forskellige processer, der forekommer i cellen, såsom rekombination og reparation , er enzymer involveret, der kan skære og genoprette integriteten af ​​DNA-strenge. Enzymer, der skærer DNA, kaldes nukleaser. Nukleaser, der hydrolyserer nukleotiderne i enderne af DNA-molekylet, kaldes exonukleaser, mens endonukleaser skærer DNA inde i strengen. De mest almindeligt anvendte nukleaser i molekylærbiologi og genteknologi er restriktionsendonukleaser (restriktionsenzymer), som skærer DNA omkring specifikke sekvenser. For eksempel genkender EcoRV-enzymet (restriktionsenzym #5 fra ' E. coli ' ) de seks nukleotidsekvenser 5'-GAT|ATC-3' og skærer DNA'et på det sted, der er angivet med den lodrette linje. I naturen beskytter disse enzymer bakterier mod bakteriofaginfektion ved at skære fagens DNA, når det indføres i bakteriecellen . I dette tilfælde er nukleaser en del af modifikations-restriktionssystemet [84] . DNA-ligaser "syer" enderne af DNA-fragmenter sammen og katalyserer dannelsen af ​​en phosphodiesterbinding ved hjælp af energien fra ATP . Restriktionsnukleaser og ligaser bruges til kloning og fingeraftryk .

Polymeraser

Der er også en gruppe enzymer, der er vigtige for DNA-metabolismen, som syntetiserer kæder af polynukleotider fra nukleosidtrifosfater  - DNA-polymerase. De tilføjer nukleotider til 3' -hydroxylgruppen i det foregående nukleotid i DNA-strengen, så alle polymeraser arbejder i 5'-->3'-retningen [85] . I det aktive center af disse enzymer, parrer substratet - nukleosidtrifosfat - med en komplementær base som en del af en enkeltstrenget polynukleotidkæde - en skabelon.

Under DNA-replikation syntetiserer DNA-afhængig DNA-polymerase en kopi af den oprindelige DNA-sekvens. Nøjagtighed er meget vigtig i denne proces, da fejl i polymerisation vil føre til mutationer , så mange polymeraser har evnen til at "redigere" - rette fejl. Polymerase genkender fejl i syntesen ved manglen på parring mellem ukorrekte nukleotider. Når ingen parring er bestemt, aktiveres 3'-->5' exonukleaseaktiviteten af ​​polymerasen, og misbasen fjernes [86] . I de fleste organismer fungerer DNA-polymeraser som et stort kompleks kaldet replisomet , som indeholder adskillige yderligere underenheder, såsom helicaser [87] .

RNA-afhængige DNA-polymeraser  er en specialiseret type polymeraser, der kopierer en RNA-sekvens til DNA. Denne type omfatter revers transkriptase , som er indeholdt i retrovira og bruges under celleinfektion, såvel som telomerase , som er nødvendig for telomerreplikation [ 88] . Telomerase er et usædvanligt enzym, fordi det indeholder sit eget messenger-RNA [55] .

Transskription udføres af DNA-afhængig RNA-polymerase , som kopierer DNA-sekvensen af ​​en streng til mRNA . Ved starten af ​​transskriptionen af ​​et gen binder RNA-polymerase sig til en sekvens i starten af ​​genet, kaldet en promotor , og afvikler DNA-helixen. Derefter kopierer den gensekvensen til messenger-RNA, indtil den når DNA-regionen for enden af ​​genet, terminatoren , hvor den stopper og løsner sig fra DNA'et. Ligesom den humane DNA-afhængige DNA-polymerase, fungerer RNA-polymerase II, som transkriberer de fleste af generne i det humane genom , som en del af et stort proteinkompleks indeholdende regulatoriske og yderligere enheder [89] .

Genetisk rekombination

DNA-dobbelthelixen interagerer normalt ikke med andre DNA-segmenter, og i humane celler er de forskellige kromosomer rumligt adskilt i kernen [90] . Denne afstand mellem forskellige kromosomer er vigtig for DNA's evne til at fungere som en stabil informationsbærer. I processen med rekombination ved hjælp af enzymer bryder to DNA-strenge, udveksler sektioner, hvorefter kontinuiteten af ​​helixerne genoprettes, så udvekslingen af ​​sektioner af ikke-homologe kromosomer kan skade integriteten af ​​det genetiske materiale.

Rekombination tillader kromosomer at udveksle genetisk information, hvilket resulterer i dannelsen af ​​nye kombinationer af gener, hvilket øger effektiviteten af ​​naturlig selektion og er vigtig for den hurtige udvikling af nye proteiner [91] . Genetisk rekombination spiller også en rolle i reparation , især i cellens reaktion på at bryde begge DNA-strenge [92] .

Den mest almindelige form for overkrydsning er homolog rekombination , når kromosomerne involveret i rekombinationen har meget lignende sekvenser. Nogle gange fungerer transposoner som homologiregioner . Ikke-homolog rekombination kan føre til celleskade, da translokationer skyldes en sådan rekombination . Rekombinationsreaktionen katalyseres af enzymer kaldet rekombinaser, såsom Cre. I det første trin af reaktionen laver rekombinasen et brud i en af ​​DNA-strengene, hvilket tillader denne streng at adskilles fra den komplementære streng og forbinde en af ​​strengene i det andet kromatid . Et andet brud i strengen af ​​det andet chromatid tillader det også at adskille og forbinde den uparrede streng fra det første chromatid, hvilket danner Holliday-strukturen . Holliday-strukturen kan bevæge sig langs det forbundne kromosompar og ændre kæderne på steder. Rekombinationsreaktionen er afsluttet, når enzymet skærer forbindelsen, og de to strenge ligeres [93] .

Udviklingen af ​​DNA-baseret metabolisme

DNA indeholder den genetiske information, der gør liv, vækst, udvikling og reproduktion mulig for alle moderne organismer. Men hvor længe i løbet af de fire milliarder år af livets historie på Jorden, DNA var den vigtigste bærer af genetisk information, er ukendt. Der er hypoteser om, at RNA spillede en central rolle i stofskiftet , da det både kan bære genetisk information og katalysere ved hjælp af ribozymer [94] [95] [96] . Derudover er RNA en af ​​hovedkomponenterne i "proteinfabrikker" - ribosomer . Den gamle RNA-verden, hvor nukleinsyre blev brugt både til katalyse og til informationsoverførsel, kunne tjene som kilden til den moderne fire-base genetiske kode. Dette kan skyldes det faktum, at antallet af baser i kroppen var et kompromis mellem et lille antal baser, som øgede replikationsfideliteten , og et stort antal baser, som øgede den katalytiske aktivitet af ribozymer [97] .

Desværre har de gamle genetiske systemer ikke overlevet den dag i dag. DNA i miljøet forbliver i gennemsnit i 1 million år og nedbrydes gradvist til korte fragmenter. Udvindingen af ​​DNA fra bakteriesporer fanget i saltkrystaller for 250 millioner år siden og bestemmelsen af ​​16S rRNA-gensekvensen [98] er genstand for en livlig diskussion i det videnskabelige samfund [99] [100] .

Se også

Noter

  1. ↑ Alexander Panchin . Summen af ​​bioteknologi [1] . - AST, 2015. - S. 13. - 432 s. - ISBN 978-5-17-093602-1 .
  2. ↑ Bustamante C., Bryant Z., Smith SB Ti års spænding: DNA-mekanik med enkelt molekyle   // Nature . - 2003. - Bd. 421 , nr. 6921 . - S. 423-427 .
  3. ↑ Erica Westly. No Nobel for You: Top 10 Nobel Snubs.  Rosalind Franklin - hendes arbejde med DNA-strukturen modtog aldrig en Nobel . Scientific American (6. oktober 2008). Dato for adgang: 18. november 2013. Arkiveret fra originalen 8. januar 2014.
  4. ↑ Dahm R. Friedrich Miescher og opdagelsen af ​​DNA  //  Dev Biol : journal. - 2005. - Bd. 278 , nr. 2 . - S. 274-288 . — PMID 15680349 .
  5. ↑ Kiesel A., Beloserskii A. Hoppe-Seyler's Zeitschrift fur physiologishe Chemie, 229, 160-166. 1934.
  6. ↑ Belozersky A.N. Scientific notes of Moscow State University, udgave 4, 209-215, 1935.
  7. ↑ Belozersky A. N., Chigirev S. D. Biochemistry, 1, 136-146, 1936.
  8. ↑ Hershey A., Chase M. Uafhængige funktioner af viralt protein og nukleinsyre i vækst af bakteriofag  // The  Journal of General Physiology : journal. — Rockefeller University Press, 1952. - Vol. 36 , nr. 1 . - S. 39-56 . — PMID 12981234 .
  9. ↑ Elson D., Chargaff E. Om indholdet af deoxyribonukleinsyre i søpindsvinsgameter  // Experientia  :  journal. - 1952. - Bd. 8 , nr. 4 . - S. 143-145 . - doi : 10.1007/BF02170221 . — PMID 14945441 .
  10. ↑ Chargaff E., Lipshitz R., Green C. Sammensætning af deoxypentose-nukleinsyrerne fra fire slægter af søpindsvin  // J Biol Chem  : journal  . - 1952. - Bd. 195 , nr. 1 . - S. 155-160 . — PMID 14938364 .
  11. ↑ 1 2 Watson J., Crick F. Nukleinsyrers molekylære struktur; en struktur for deoxyribose-nukleinsyre  (Rom.)  // Natur. - 1953. - T. 171 , nr. 4356 . - S. 737-8 .
  12. ↑ Nobelprisen i fysiologi eller medicin 1962 Arkiveret 4. januar 2007 på Wayback Machine Nobelprize .org Tilgået 22. december 06
  13. ↑ N. Domrina I Rusland er der nogen til at lave videnskab - hvis der er noget // Journal "Science and Life", nr. 2, 2002 . Hentet 21. april 2013. Arkiveret fra originalen 3. oktober 2013.
  14. ↑ Maxim Frank-Kamenetskii DNA-struktur: En simpel løsning på stabiliteten af ​​dobbelthelixen? // Journal of Nature nr. 324, 305 (27. november 1986) . Hentet 21. april 2013. Arkiveret fra originalen 16. november 2005.
  15. ↑ Maxim Frank-Kamenetskii H-form DNA og hårnåle-triplex-modellen // Nature No. 333, 214 (19. maj 1988)
  16. ↑ Alberts, Bruce; Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts og Peter Walters. Cellens molekylære biologi; Fjerde udgave  (engelsk) . — New York og London: Garland Science, 2002.
  17. ↑ Butler, John M. (2001) Retsmedicinsk DNA-typning "Elsevier". pp. 14 - 15. ISBN 978-0-12-147951-0
  18. ↑ 1 2 Berg J., Tymoczko J. og Stryer L. (2002) Biokemi. W. H. Freeman and Company ISBN 0-7167-4955-6
  19. ↑ Forkortelser og symboler for nukleinsyrer, polynukleotider og deres bestanddele Arkiveret 5. februar 2007 på Wayback Machine IUPAC-IUB Commission on Biochemical Nomenclature (CBN) Tilgået 03. januar 2006
  20. ↑ Takahashi I., Marmur J. Erstatning af thymidylsyre med deoxyuridylsyre i deoxyribonukleinsyren af ​​en transducerende fag for Bacillus subtilis  //  Nature: journal. - 1963. - Bd. 197 . - S. 794-5 .
  21. ↑ Agris P. Decoding the genome: a modified view   // Nucleic Acids Res : journal. - 2004. - Bd. 32 , nr. 1 . - S. 223-38 . — PMID 14715921 .
  22. ↑ Ghosh A., Bansal M. En ordliste over DNA-strukturer fra A til Z  //  Acta Crystallogr D Biol Crystallogr : journal. - International Union of Crystallography , 2003. - Vol. 59 , nr. Pt 4 . - S. 620-6 .
  23. ↑ Mandelkern M., Elias J., Eden D., Crothers D. Dimensionerne  af DNA i opløsning  // J Mol Biol : journal. - 1981. - Bd. 152 , nr. 1 . - S. 153-61 .
  24. ↑ Wing R., Drew H., Takano T., Broka C., Tanaka S., Itakura K., Dickerson R. Krystalstrukturanalyse af en komplet vending af B-DNA  //  Nature : journal. - 1980. - Bd. 287 , nr. 5784 . - S. 755-8 .
  25. ↑ 1 2 Pabo C., Sauer R. Protein-DNA-genkendelse  //  Annu Rev Biochem : journal. — Bd. 53 . - S. 293-321 .
  26. ↑ Ponnuswamy P., Gromiha M. Om den konformationelle stabilitet af oligonukleotid-duplekser og tRNA-molekyler  // J  Theor Biol : journal. - 1994. - Bd. 169 , nr. 4 . - S. 419-432 . — PMID 7526075 .
  27. ↑ Clausen-Schaumann H., Rief M., Tolksdorf C., Gaub H. Mechanical stability of single DNA molecules  //  Biophys J : journal. - 2000. - Vol. 78 , nr. 4 . - S. 1997-2007 . — PMID 10733978 .
  28. ↑ Chalikian T., Völker J., Plum G., Breslauer K. Et mere samlet billede for termodynamikken af ​​nukleinsyreduplekssmeltning  : en karakterisering ved hjælp af kalorimetriske og volumetriske teknikker  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of Amerika  : tidsskrift. - 1999. - Bd. 96 , nr. 14 . - P. 7853-7858 . — PMID 10393911 .
  29. ↑ E.E. Criss, K.B. Yatsimirsky. Interaktion mellem nukleinsyrer og metaller.
  30. ↑ Cellens molekylære biologi: i 3 bind / B. Alberts, A. Johnson, D. Lewis et al. - M.-Izhevsk: Research Center "Regular and Chaotic Dynamics", Institute for Computer Research, 2013. - T. I. - S. 719-733. — 808 s. - ISBN 978-5-4344-0112-8 .
  31. ↑ Bird A. DNA-methyleringsmønstre og epigenetisk hukommelse  // Genes Dev  : journal  . - 2002. - Bd. 16 , nr. 1 . - S. 6-21 .
  32. ↑ Gommers-Ampt J., Van Leeuwen F., de Beer A., ​​Vliegenthart J., Dizdaroglu M., Kowalak J., Crain P., Borst P. beta-D-glucosyl-hydroxymethyluracil: a novel modified base til stede i DNA'et fra den parasitære protozo T. brucei  (engelsk)  // Cell  : journal. - Cell Press , 1993. - Vol. 75 , nr. 6 . - S. 1129-36 .
  33. ↑ Jones PA Funktioner af DNA-methylering: øer, startsteder, genlegemer og videre  // Nature Reviews Genetics. - 2012. - T. 13 , nr. 7 . - S. 484-492 .
  34. ↑ Klose R., Bird A. Genomisk DNA-methylering: mærket og dets mediatorer  // Trends Biochem  Sci : journal. - 2006. - Bd. 31 , nr. 2 . - S. 89-97 .
  35. ↑ Li E., Beard C., Jaenisch R. Rolle for DNA-methylering i genomisk prægning //Nature. - 1993. - T. 366. - Nej. 6453. - S. 362-365
  36. ↑ Ehrlich M. DNA-methylering ved cancer: for meget, men også for lidt //Onkogen. - 2002. - T. 21. - Nej. 35. - S. 5400-5413
  37. ↑ Walsh C., Xu G. Cytosin-methylering og DNA-reparation  (neopr.)  // Curr Top Microbiol Immunol. - T. 301 . - S. 283-315 .
  38. ↑ Oprettet fra PDB 1JDG Arkiveret 22. september 2008 på Wayback Machine
  39. ↑ Douki T., Reynaud-Angelin A., Cadet J., Sage E. Bipyrimidin-fotoprodukter frem for oxidative læsioner er hovedtypen af ​​DNA-skader involveret i den genotoksiske virkning af solar UVA-stråling  //  Biochemistry : journal. - 2003. - Bd. 42 , nr. 30 . - S. 9221-6 .
  40. ↑ Cadet J., Delatour T., Douki T., Gasparutto D., Pouget J., Ravanat J., Sauvaigo S. Hydroxylradicals and DNA base damage  (neopr.)  // Mutationsforskning. - Elsevier , 1999. - T. 424 , nr. 1-2 . - S. 9-21 .
  41. ↑ Shigenaga M., Gimeno C., Ames B. Urinary 8-hydroxy-2'-deoxyguanosin as a biologisk markør for in vivo oxidativ DNA-skade  //  Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 1989. - Bd. 86 , nr. 24 . - P. 9697-701 .
  42. ↑ Cathcart R., Schwiers E., Saul R., Ames B. Thyminglycol og thymidinglycol i urin fra mennesker og rotter: en mulig analyse for oxidativ DNA-skade   // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : tidsskrift. - 1984. - Bd. 81 , nr. 18 . - S. 5633-7 .
  43. ↑ Ferguson L., Denny W. Den genetiske toksikologi af acridiner  (neopr.)  // Mutationsforskning. - Elsevier , 1991. - T. 258 , nr. 2 . - S. 123-60 .
  44. ↑ Jeffrey A. DNA-modifikation ved kemiske kræftfremkaldende stoffer  // Pharmacol Ther  : journal  . - 1985. - Bd. 28 , nr. 2 . - S. 237-72 .
  45. ↑ Stephens T., Bunde C., Fillmore B. Virkningsmekanisme i thalidomidteratogenesis  //  Biochem Pharmacol : journal. - 2000. - Vol. 59 , nr. 12 . - S. 1489-99 .
  46. ↑ Braña M., Cacho M.,  Gradillas A., de Pascual-Teresa B., Ramos A. Intercalators as anticancer drugs  // Curr Pharm Des : journal. - 2001. - Bd. 7 , nr. 17 . - S. 1745-80 .
  47. ↑ Trzaska, Stephen. Cisplatin  //  Chemical & Engineering News : journal. - 2005. - 20. juni ( bind 83 , nr. 25 ).
  48. ↑ Thomas, Maria. Mitomycin C: lille, hurtig og dødbringende (men meget selektiv  )  // Kemi og biologi : journal. - 1995. - September ( bind 2 , nr. 9 ). - S. 575-579 . - doi : 10.1016/1074-5521(95)90120-5 . — PMID 9383461 .
  49. ↑ Wu Q., Christensen LA, Legerski RJ, Vasquez KM Mismatch reparation deltager i fejlfri bearbejdning af DNA interstreng tværbindinger i humane celler  // EMBO Rep  . : journal. - 2005. - Juni ( bind 6 , nr. 6 ). - S. 551-557 . - doi : 10.1038/sj.embor.7400418 . — PMID 15891767 .
  50. ↑ Benham C., Mielke S. DNA-mekanik  (neopr.)  // Annu Rev Biomed Eng. - 2005. - T. 7 . - S. 21-53 . — PMID 16004565 .
  51. ↑ 1 2 Champoux J. DNA-topoisomeraser: struktur, funktion og mekanisme  //  Annu Rev Biochem : journal. - 2001. - Bd. 70 . - s. 369-413 . — PMID 11395412 .
  52. ↑ 1 2 Wang J. Cellulære roller af DNA-topoisomeraser: et molekylært perspektiv  // ​Nat Rev Mol Cell Biol  : journal  . - 2002. - Bd. 3 , nr. 6 . - S. 430-440 . — PMID 12042765 .
  53. ↑ Oprettet fra NDB UD0017 Arkiveret 7. juni 2013.
  54. ↑ Greider C., Blackburn E. Identifikation af en specifik telomerterminal transferaseaktivitet i Tetrahymena-ekstrakter  // Celle  :  journal. - Cell Press , 1985. - Vol. 43 , nr. 2 Pt 1 . - S. 405-413 . — PMID 3907856 .
  55. ↑ 1 2 3 Nugent C., Lundblad V. Telomerase reverse transcriptase: komponenter og regulering  // Genes Dev  : journal  . - 1998. - Bd. 12 , nr. 8 . - S. 1073-1085 . — PMID 9553037 .
  56. ↑ Wright W., Tesmer V., Huffman K., Levene S., Shay J. Normale menneskelige kromosomer har lange G-rige telomere udhæng i den ene ende  // Genes Dev  : journal  . - 1997. - Bd. 11 , nr. 21 . - S. 2801-2809 . — PMID 9353250 .
  57. ↑ 1 2 Burge S., Parkinson G., Hazel P., Todd A., Neidle S. Quadruplex DNA: sekvens, topologi og struktur  //  Nucleic Acids Res : journal. - 2006. - Bd. 34 , nr. 19 . - P. 5402-5415 . — PMID 17012276 .
  58. ↑ Griffith J., Comeau L., Rosenfield S., Stansel R., Bianchi A., Moss H., de Lange T. Pattedyrtelomerer ender i en stor  dupleksløkke  // Celle . - Cell Press , 1999. - Vol. 97 , nr. 4 . - S. 503-514 . — PMID 10338214 .
  59. ↑ Teif VB og Bohinc K. Condensed DNA: condensing the concepts  (neopr.)  // Progress in Biophysics and Molecular Biology. - 2010. - doi : 10.1016/j.pbiomolbio.2010.07.002 .
  60. ↑ Thanbichler M., Wang S., Shapiro L.  Den bakterielle nukleoid: en meget organiseret og dynamisk struktur  // J Cell Biochem : journal. - 2005. - Bd. 96 , nr. 3 . - S. 506-21 .
  61. ↑ Wolfsberg T., McEntyre J., Schuler G. Guide to the draft human genome   // Nature . - 2001. - Bd. 409 , nr. 6822 . - S. 824-6 .
  62. ↑ Gregory T. C-værdienigmaen i planter og dyr: en gennemgang af paralleller og en appel om partnerskab   // Ann Bot (Lond): tidsskrift . - 2005. - Bd. 95 , nr. 1 . - S. 133-46 .
  63. ↑ Pidoux A., Allshire R. Heterochromatins rolle i centromerfunktionen  (engelsk)  // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci  : tidsskrift. - 2005. - Bd. 360 , nr. 1455 . - S. 569-79 .  (utilgængeligt link)
  64. ↑ Harrison P., Hegyi H., Balasubramanian S., Luscombe N., Bertone P., Echols N., Johnson T., Gerstein M. Molekylære fossiler i det menneskelige genom: identifikation og analyse af pseudogenerne i kromosom 21 og 22  (engelsk)  // Genome Res : journal. - 2002. - Bd. 12 , nr. 2 . - S. 272-80 .
  65. ↑ Harrison P., Gerstein M. Studerer genomer gennem æonerne  : proteinfamilier, pseudogener og proteomudvikling  // J Mol Biol : journal. - 2002. - Bd. 318 , nr. 5 . - S. 1155-74 .
  66. ↑ Soller M. Molekylære fossiler i det menneskelige genom: identifikation og analyse af pseudogenerne i kromosomerne 21 og 22  // Cell Mol Life Sci  : tidsskrift  . - 2006. - Bd. 63 , nr. 7-9 . - S. 796-819 .  (utilgængeligt link)
  67. ↑ Michalak P. [www.blackwell-synergy.com/doi/abs/10.1111/j.1420-9101.2006.01141.x RNA-verden - det mørke stof i evolutionær genomik]  (eng.)  : tidsskrift. - 2006. - Bd. 19 , nr. 6 . - S. 1768-74 . Arkiveret fra originalen den 28. januar 2019.
  68. ↑ Cheng J., Kapranov P., Drenkow J., Dike S., Brubaker S. et al. RNA-verden - det mørke stof i evolutionær genomik  (engelsk)  : tidsskrift. - 2005. - Bd. 308 . - S. 1149-54 .
  69. ↑ Mattick JS RNA-regulering: en ny genetik?  (engelsk)  // Nat Rev Genet  : journal. - 2004. - Bd. 5 . - s. 316-323 .
  70. ↑ Albà M. Replikative DNA-polymeraser  // Genome  Biol : journal. - 2001. - Bd. 2 , nr. 1 . — S. ANMELDELSER3002 .
  71. ↑ Sandman K., Pereira S., Reeve J. Diversitet af prokaryote kromosomale proteiner og oprindelsen af ​​nukleosomet  // Cell Mol Life Sci  : journal  . - 1998. - Bd. 54 , nr. 12 . - S. 1350-64 .
  72. ↑ Dame RT Nukleoidassocierede proteiners rolle i organiseringen og komprimeringen af ​​bakteriel  kromatin //  Mikrobiologi : journal. — Mikrobiologisk Selskab, 2005. - Vol. 56 , nr. 4 . - S. 858-870 . — PMID 15853876 .
  73. ↑ Luger K., Mäder A., ​​​​Richmond R., Sargent D., Richmond T. Krystalstruktur af nukleosomkernepartiklen ved 2,8 A opløsning  //  Natur: journal. - 1997. - Bd. 389 , nr. 6648 . - S. 251-60 .
  74. ↑ Jenuwein T., Allis C. Oversættelse af  histonkoden  // Videnskab . - 2001. - Bd. 293 , nr. 5532 . - S. 1074-80 .
  75. ↑ Ito T. Nukleosomsamling og ombygning  (ubestemt)  // Curr Top Microbiol Immunol. - T. 274 . - S. 1-22 .
  76. ↑ Thomas J. HMG1 og 2: arkitektoniske DNA-bindende proteiner  //  Biochem Soc Trans : journal. - 2001. - Bd. 29 , nr. Pt 4 . - S. 395-401 .
  77. ↑ Grosschedl R., Giese K., Pagel J. HMG-domæneproteiner: arkitektoniske elementer i samlingen af ​​nukleoproteinstrukturer  //  Trends Genet : journal. - 1994. - Bd. 10 , nej. 3 . - S. 94-100 .
  78. ↑ Iftode C., Daniely Y., Borowiec J. Replikationsprotein A (RPA): den eukaryote SSB  //  Crit Rev Biochem Mol Biol : journal. - 1999. - Bd. 34 , nr. 3 . - S. 141-80 .
  79. ↑ Myers L., Kornberg R. Mediator of transcriptional regulation  (engelsk)  // Annu Rev Biochem : journal. — Bd. 69 . - S. 729-49 .
  80. ↑ Spiegelman B., Heinrich R. Biologisk kontrol gennem regulerede transkriptionelle coactivators  // Cell  :  journal. - Cell Press , 2004. - Vol. 119 , nr. 2 . - S. 157-167 .
  81. ↑ Li Z., Van Calcar S., Qu C., Cavenee W., Zhang M., Ren B. En global transskriptionel regulatorisk rolle for c-Myc i Burkitts lymfomceller  //  Proceedings of the National Academy of Sciences of the United Amerikas stater  : tidsskrift. - 2003. - Bd. 100 , nej. 14 . - S. 8164-9 .
  82. ↑ Schoeffler A., ​​​​Berger J. Nylige fremskridt i forståelsen af ​​struktur-funktionsforhold i type II topoisomerasemekanismen  //  Biochem Soc Trans : journal. - 2005. - Bd. 33 , nr. Pt 6 . - S. 1465-70 .
  83. ↑ Tuteja N., Tuteja R. [www.blackwell-synergy.com/links/doi/10.1111/j.1432-1033.2004.04094.x Motiv, struktur, mekanisme og funktion]  //  Eur J Biochem : journal. - 2004. - Bd. 271 , nr. 10 . - S. 1849-1863 .  (utilgængeligt link)
  84. ↑ Bickle T., Krüger D. Biology of DNA-restriktion  //  Microbiology and Molecular Biology Reviews : journal. — American Society for Microbiology, 1993. - Vol. 57 , nr. 2 . - S. 434-50 .
  85. ↑ Joyce C., Steitz T. Polymerasestrukturer og funktion: variationer over et tema?  (engelsk)  // American Society for Microbiology : journal. - 1995. - Bd. 177 , nr. 22 . - S. 6321-9 .
  86. ↑ Hubscher U., Maga G., Spadari S. Eukaryotic DNA polymerases  //  Annu Rev Biochem : journal. — Bd. 71 . - S. 133-63 .
  87. ↑ Johnson A., O'Donnell M. Cellulære DNA-replikaser: komponenter og dynamik ved replikationsgaffelen  //  Annu Rev Biochem : journal. — Bd. 74 . - S. 283-315 .
  88. ↑ Tarrago-Litvak L., Andréola M., Nevinsky G., Sarih-Cottin L., Litvak S. Den omvendte transkriptase af HIV-1: fra enzymologi til terapeutisk intervention  //  The FASEB Journal : journal. — Federation of American Societies for Experimental Biology, 1994. - Vol. 8 , nr. 8 . - S. 497-503 .
  89. ↑ Martinez E. Multi-proteinkomplekser i eukaryotisk gentransskription  (neopr.)  // Plant Mol Biol. - 2002. - T. 50 , nr. 6 . - S. 925-47 .
  90. ↑ Cremer T., Cremer C. Kromosomterritorier, nuklear arkitektur og genregulering i mammale celler  (engelsk)  // Nat Rev Genet  : journal. - 2001. - Bd. 2 , nr. 4 . - S. 292-301 .
  91. ↑ Pál C., Papp B., Lercher M. Et integreret syn på proteinudvikling  (engelsk)  // Nat Rev Genet  : journal. - 2006. - Bd. 7 , nr. 5 . - S. 337-48 .
  92. ↑ O'Driscoll M., Jeggo P. Rollen af ​​dobbeltstrenget brudreparation - indsigt fra human genetik  // Nat Rev Genet  : journal  . - 2006. - Bd. 7 , nr. 1 . - S. 45-54 .
  93. ↑ Dickman M., Ingleston S., Sedelnikova S., Rafferty J., Lloyd R., Grasby J., Hornby D. The RuvABC resolvasome  //  Eur J Biochem : journal. - 2002. - Bd. 269 , nr. 22 . - P. 5492-501 .
  94. ↑ Joyce G. Antikken af ​​RNA-baseret evolution   // Nature . - 2002. - Bd. 418 , nr. 6894 . - S. 214-21 .
  95. ↑ Orgel L. Præbiotisk kemi og oprindelsen af ​​RNA-verdenen  //  Crit Rev Biochem Mol Biol : journal. — Bd. 39 , nr. 2 . - S. 99-123 . Arkiveret fra originalen den 28. juni 2007.
  96. ↑ Davenport R. Ribozymes. Fremstilling af kopier i RNA-verdenen  (engelsk)  // Videnskab. - 2001. - Bd. 292 , nr. 5520 . — S. 1278 . — PMID 11360970 .
  97. ↑ Szathmáry E. Hvad er den optimale størrelse for det genetiske alfabet?  (engelsk)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 1992. - Bd. 89 , nr. 7 . - S. 2614-8 . — PMID 1372984 .
  98. ↑ Vreeland R., Rosenzweig W., Powers D. Isolering af en 250 millioner år gammel halotolerant bakterie fra en primær saltkrystal  //  Natur: journal. - 2000. - Vol. 407 , nr. 6806 . - S. 897-900 .
  99. ↑ Hebsgaard M., Phillips M., Willerslev E. Geologisk gammelt DNA: fakta eller artefakt? (eng.)  // Trends Microbiol : journal. - 2005. - Bd. 13 , nr. 5 . - S. 212-20 .
  100. ↑ Nickle D., Learn G., Rain M., Mullins J., Mittler J. Mærkeligt moderne DNA for en "250 millioner år gammel" bakterie  // J  Mol Evol : journal. - 2002. - Bd. 54 , nr. 1 . - S. 134-7 .

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
 Nukleinsyretyper _
Nitrogenholdige baser
Nukleosider
Nukleotider
RNA
DNA
Analoger
Vektortyper _