Z-DNA er en av flere former som DNA kan ta . Denne konformasjonen av DNA er konfigurert som en venstrehånds dobbel helix med en sikksakk- ryggrad . Denne konfigurasjonen genereres i visse sekvenser, som veksler puriner og pyrimidiner , spesielt med veksling av deoksycytidin og deoksyguanosin . [ 1 ] [ 2 ] Z-DNA antas for tiden å være en av tre biologisk aktive dobbelthelixstrukturer sammen med A - DNA og B-DNA .
Z-DNA er en venstrekveilet dobbelhelix. Den har tolv basepar per hel omgang og kan observeres i DNA-segmenter med alternerende sekvens av purin- og pyrimidinbaser (GCGCGC), på grunn av den vekslende konformasjonen av nitrogenholdige baserester . Det krever en konsentrasjon av kationer høyere enn for DNA-B. Fosfatgruppene er nærmere hverandre sammenlignet med B-DNA-formen.
Z-konformasjonen favoriseres av et høyt GC-innhold. DNA-sekvenser kan gå fra form B til form Z og omvendt. [ 3 ]
Når et DNA er svært konsentrert eller miljøet det er funnet i reduserer den relative fuktigheten til under 75 %, har det blitt observert at B-DNA endrer sin konformasjon til typen som kalles A-DNA. Denne strukturen er ennå ikke funnet in vivo , men den er viktig fordi den er den som er adoptert av DNA-RNA-hybrider og dobbelttrådet RNA.
Bare ett spor er observert , sammenkoblingen mellom basene (som danner hovedsporet - nærmere aksen i B-DNA-formen) er mer til siden, på den ytre overflaten, vekk fra aksen.
Det hele er en smalere og mer langstrakt dobbelhelix enn B-DNA; en bemerkelsesverdig forskjell er at puriner er i synkonformasjonen , det vil si at basen og pentose ligger på samme side som glykosidbindingen . En annen strukturell forskjell er at i Z-DNA avtar forskjellen mellom sporene, med hovedsporet mindre og mindre spor større. Disse sporene fortsetter å være differensierte, men med vanskeligere.
Z-DNA-dannelse skjer under gentranskripsjon , ved transkripsjonelle startpunkter nær promotorene til gener som er aktivt transkribert. Under transkripsjon induserer bevegelsen av RNA-polymerase negativ supercoiling oppstrøms og nedstrøms supercoiling av transkripsjon. Oppstrøms negativ supercoiling favoriserer Z-DNA-dannelse; en mulig funksjon av Z-DNA kan være å absorbere denne negative superhelikoidiseringen. På slutten av transkripsjonen slapper topoisomerase eller DNA-gyrase av DNA-strukturen og returnerer den til B-konformasjonen.
| Z-DNA | A-DNA | B-DNA | |
|---|---|---|---|
| Rotasjonsretning for propellen | Venstrehendt (sving til venstre) | Dextrorotatory (sving til høyre) | Dextro-roterende |
| form og størrelse | smalere og lengre | bredere og kortere | Middels |
| hovedspor | ingen dybde | smal, dyp | Bred, middels dybde |
| mindre spor | smal, dyp | bred, ikke dyp | Smal, mindre dybde |
| propell diameter | 1,84nm | 2,55 nm | 2,37 nm |
| strukturell enhet | to basepar | basepar | basepar |
| basepar per tur | 12 | elleve | 10.4 |
| Avstand mellom basepar | 0,53 nm (GC) / 0,41 nm (GC) | 0,23 nm | 0,34 nm |
| Helix pitch eller full turn | 4,56 nm | 2,53 nm | 3,54 nm |
| Rotasjon av rester | -30° | 32,7° | 34,6° |
| basepar tilt | 9 | 19 | 1,2° |
| Svingende | -3,4° | 5,9° | -1° |
| Warp | 4,4° | 15,4° | 11,7° |
| sukkerfolding | E C2'-endo (pyrimidiner) / E C3'-endo (puriner) | E C3'-endo | E C2'-endo |
| N-glykosidbindingskonformasjon | Anti (pyrimidiner) / Syn (puriner) | Anti | Anti |
| C-4'-C-5' bindingskonformasjon | + Syncline (pyrimidiner) / Antiperiplanar (puriner) | + Synklinje | + Synklinje |