Warum ist die DNA-Helix antiparallel? [Duplikat]

Ein paralleler Nukleinsäuredoppelstrang ist möglich, aber er ist nicht so stabil wie die antiparallele Form ( Szabat und Kierzek, 2017 ). Dies liegt daran, dass die Nukleobasen nicht in einer Weise ausgerichtet sind, die für die Basenpaarung vom Watson-Crick (WC)-Typ förderlich ist. In paralleler Konformation können die Basen eine Basenpaarung vom Typ Hoogsteen (HS) und reverse Watson-Crick (RWC) bilden (siehe unten).

Sie können sehen, dass diese Basenpaare nicht so stark sind wie bei der WC-Basenpaarung:

• Keine Dreifachbindung zwischen G und C bei RWC-Basenpaarung
• Das GC-Paar tritt bei der HS-Basenpaarung nur auf, wenn C bei niedrigem pH-Wert protoniert wird

Die Bildung paralleler Helices hängt daher von der Sequenz ab.

Im Allgemeinen wird die Bildung von Doppelsträngen mit paralleler Strangorientierung hauptsächlich durch den Sequenzkontext und die pH-Bedingungen bestimmt. Fragmente von RNA oder DNA, die einen parallelen Duplex bilden können, sind oft reich an A und C, was mit ihrer Fähigkeit zusammenhängt, unter mittelsauren Bedingungen protoniert zu werden.

Es ist jedoch nicht so einfach wie die RNA/DNA-Basenpaarung mit ihrem Komplement. Parallele Helices würden den WC-Basenpaarungsregeln nicht folgen, und daher ist es nicht so einfach vorherzusagen, ob sie sich bilden werden. In vivo können sich jedoch parallele Helices bilden (siehe Referenzen 23–25 von Szabat und Kierzek, 2017 ).

Sie können sich auch diesen Artikel von Leontis et al. (2002) für Wasserstoffbrückenmuster in parallelen und antiparallelen Helices.

Das ist mehr Chemie als Biologie.

Beide DNA-Stränge verlaufen in 5'- bis 3'-Richtung. Warum so? weil die Richtung durch die Richtung bestimmt wird, in der Purin- oder Pyrimidinbasen hinzugefügt werden.

Die vier Basen, die in der DNA existieren, sind Adenin, Guanin, Thymin und Cytosin. Auf sie wird unter den oben geposteten Purin- und Pyrimidin-Links verwiesen.

Dieses Molekül wird an das Ende eines neuen DNA-Moleküls angefügt. Es wird an das 3'-Ende eines neu wachsenden DNA-Moleküls angefügt.

" Adenosintriphosphat protoniert " von NEUROtiker - Eigene Arbeit. Lizenziert unter Public Domain via Commons .

Was ist das 3'- und 5'-Ende?

Der Ribosezucker an Position zwei verliert das OH, die 5'-Position ist diejenige, an der die lange Kette von Phosphaten im oberen Bild hinzugefügt wird, und dieses Phosphat an Position 5' wird an das OH an Position 3' gebunden, das im Bild zu sehen ist Desoxyribose-Molekül, diese Reaktion wird eine Phosphodiester-Bindung erzeugen .

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Und hier die komplette Reaktion

Wenn Sie die negative Ladung des Sauerstoffs bemerkt haben, werden Sie feststellen, dass Sauerstoff ein weiteres Elektron hat, das er für eine kovalente Bindung abgeben kann. Dieses Elektron greift also die OH-Bindung am 3'-OH des Desoxy-Ribose-Zuckers an, um die Phosphodiester-Bindung zu erzeugen.

Das 3'-OH ist also immer eine Voraussetzung für das Hinzufügen neuer Basen zu einem DNA-Strang. Das 5' bezieht sich auf das baumelnde 5'-Ende des ersten Phosphats, während das 3' sich auf das 3'-OH des Ribosezuckers an der letzten Base der DNA bezieht. Die gesamte Reaktion wird durch DNA-Polymerase katalysiert

PS Sie sind nicht wirklich kostenlos, es gibt viele Modifikationen, die sie träge machen.

Deshalb ist DNA also antiparallel.