DNA双螺旋结构在细胞生理状态下一般都是稳定的,维持稳定的因素有哪些?

- 碱基对间的氢键:两条链上的碱基通过氢键配对(A-T形成2个氢键,G-C形成3个氢键),虽然单个氢键较弱,但大量氢键共同作用形成稳定的结合力。

- 碱基堆积力:碱基平面相互平行且堆积,通过疏水作用和范德华力减少双链间的能量,是维持结构稳定的主要作用力。

- 磷酸骨架的负电荷屏蔽:磷酸基团带负电,细胞中的阳离子(如Mg2?)可中和其排斥力,避免双链因电荷相斥而分离。

- 双螺旋的几何结构:右手螺旋的空间构象使碱基对处于最佳排列状态,减少分子内的张力。

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DNA高级结构有哪些存在形式?

DNA除了经典的双螺旋结构(如B型DNA)外,还存在多种高级结构形式,主要包括以下类型:

1. A型DNA

- 结构特点:右手螺旋,螺距较短、直径较大,碱基对与中心轴倾斜角度更大。

- 存在场景:脱水环境下或RNA-DNA杂交链中,更适应双链局部区域的紧凑状态。

2. Z型DNA

- 结构特点:左手螺旋(螺旋方向与B型相反),磷酸骨架呈“Z”字形排列,结构更细长。

- 功能意义:可能参与基因表达调控(如影响转录因子结合),或在DNA损伤修复中起作用。

3. 三链DNA(H-DNA)

- 结构特点:由第三条寡核苷酸链通过碱基配对(如T-A-T、C-G-C)结合到双螺旋的大沟中,形成三链结构。

- 形成条件:富含嘌呤或嘧啶的重复序列区域(如CGG重复),可能与基因沉默或基因组稳定性相关。

4. 四链DNA(G-四联体)

- 结构特点:由4条含连续鸟嘌呤(G)的链通过Hoogsteen氢键形成四聚体结构,常见于端粒或启动子区域。

- 功能作用:调控端粒长度、基因转录,或与癌症等疾病的发生相关。

5. 十字形结构(Cruciform)

- 结构特点:在回文序列区域,单链局部折叠形成类似“十字”的发夹结构。

- 出现场景:复制或转录过程中,可能影响DNA聚合酶或RNA聚合酶的活性。

6. 超螺旋结构

- 结构特点:DNA双螺旋进一步扭曲形成的高级结构,分为:

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