konformacji DNA powoduje stabilizację struktury chroma-tyny na promotorze CSF1 [13]. Wykazano również, że N-ko-niec (Z_E3L) białka E3L odpowiedzialnego za letalność myszy zainfekowanych wirusem krowianki ma strukturę podob­ną do rodziny Za białek wiążących Z-DNA. Jednocześnie wykazano, że mutacje obniżające powinowactwo E3L do Z-DNA mogą powodować obniżenie patogenności wirusa krowianki oraz innych wirusów z grupy paxovirus w sto­sunku do różnych organizmów i stanowić interesujący cel do poszukiwania leków sekwencyjnie zależnych przeciw poszczepiennym postaciom ospy [14].

Pomimo swoich rozmiarów i złożonej budowy, łańcuch DNA jest strukturą dynamiczną i podlegającą in vivo róż­norodnym przemianom topologicznym. W procesach bio­logicznych zachodzących w jądrze komórkowym dwuni-ciowy DNA ulega rozplataniu m.in. w procesach replikacji i transkrypcji, zachodzącym pod wpływem gyraz i topoi-zomeraz [15] oraz ponownemu utworzeniu struktury dwu-niciowej helisy. W czasie tych procesów lokalne zmiany strukturalne mogą być bardzo znaczące i związane są z od­wracalnym rozciąganiem (ang. stretching), zginaniem (cmg. bending), skręcaniem (ang. twisting) oraz załamywaniem (ang. kinking) helisy.

STRUKTURY TRÓJNICIOWE

Wzajemne oddziaływania łańcuchów DNA (rozpozna­nie na drodze tworzenia wiązań wodorowych), powodujące utworzenie struktur wyższego rzędu, prowadzą również do szeregu innych form niż te, które zostały opisane powyżej. Mogą być w nie zaangażowane zarówno kolejne nici kwa­sów nukleinowych lub inne fragmenty tego samego DNA o określonej sekwencji jak również syntetyczne modyfikowa­ne oligonukleotydy [16].

W ten sposób tworzą się m. in. struktury trójniciowe, tzw. trypleks a także struktury, w których utworzenie zaangażo­wane są cztery nici (lub cztery różne fragmenty tej samej nici), czyli tzw. tetrapleksy. Tworzenie struktury tryplekso-wej można rozpatrywać jako wynik zmian konformacyjnych zachodzących w dupleksie, w wyniku których helisa jest w stanie zasocjować trzeci łańcuch w bruździe większej. Try-pleksy DNA mają więc ułożenie dwóch antyrównoległych nici zbliżone do struktury B-DNA i powiązanych wiązania­mi typu Watsona-Cricka; najpoważniejszą różnicą jest od­chylenie od osi i większe rozwinięcie helisy spowodowane zawadą przestrzenną wynikającą z asocjowania trzeciej nici. Warunkiem koniecznym utworzenia struktury trójniciowej jest występowanie komplementarnych dwuniciowych trak­tów polipurynowo-polipirymidynowych (Ryć. 4).

Trzecia nić trypleksu (najczęściej pirymidynowa) może być ułożona w stosunku do nici, z którą oddziałuje w dwu-niciowym DNA w sposób równoległy (tzn 3'-koniec trzeciej nici oddziałuje z 3'-końcem fragmentu DNA) lub antyrów-noległy (tzn 3'-koniec trzeciej nici tworzy odwrotne wiązania typu Hoogsteena z 5'-końcem fragmentu DNA). Trypleks równoległy powstaje, gdy do dupleksu purynowo-pirymi-dynowego przyłącza się nić pirymidynowa [17] i oddziałuje za pomocą wiązań wodorowych typu Hoogsteena, natomiast trypleks antyrównoległy powstaje, gdy do dupleksu przyłą-

Rycina 4. Schemat trypleksów równoległych i antyrównoległych. Nić homopiry-midynowa -szara, nić homopurynowa-czarna. Linie ciągłe oznaczają wiązania Watsona-Cricka, linie przerywane oznaczają (odwrotne) wiązania Hoogsteena.

cza się nić purynowa, która jest związana z dupleksem wią­zaniami wodorowymi typu odwrotnych wiązań Hoogsteena (ang. reverse Hoogsteen hydrogen bonds) (Ryć. 5,6).

Utworzenie wiązań wodorowych typu Hoogsteena z 2'-de-oksycytydyną, zaangażowaną w wiązania wodorowe Wat­sona-Cricka wymaga uprotonowania azotu N³ cytozyny trzeciej nici i zachodzi wyłącznie w środowisku kwaśnym (pH< 4.5).

Rycina 6 ilustruje strukturę trypleksu antyrównoległego utworzonego z kanonicznych trypletów G:GC oraz A:AT. Nić polipirymidynowa (zielona) jest komplementarna do nici polipurynowej (niebieska) i wiąże się z nią wiązaniami typu Watsona-Cńcka. Trzecia nić, która jest nicią polipuryno-wą (czerwona), jest antyrównoległa do nici polipurynowej dwuniciowego DNA i znajduje się w dużym rowku podwój­nej helisy. Dla trypleksu równoległego najbardziej trwałe są struktury oparte na motywach kanonicznych tzn.: T:AT oraz C⁺:GC. W przypadku występowania w trzecim łańcuchu nie-kanonicznych zasad, mogą się utworzyć tryplety o znacząco niższej trwałości, analogicznie jak destabilizujący wpływ na trwałość dupleksu DNA wywierają niesparowane zasady. Para AT jest najlepiej rozpoznawana przez tyminę, chociaż adenina może również tworzyć stosunkowo trwały tryplet A:AT. Podobnie para GC jest najlepiej rozpoznawana przez protonowaną cytozynę (C⁺), jednakże może ona tworzyć w różnych warunkach również inne mniej trwałe tryplety, w tym A⁺:GC, T:GC lub G:GC [18]. Wykazano, że guanina (G) tworzy najtrwalszy tryplet z parą TA, jednak w warunkach niskiego pH oraz naprężeń superhelikalnych to tryplet C:TA jest najtrwalszy. Para CG może być rozpoznawana zarówno przez tyminę (T) jak guaninę (G), ale żaden z tych trypletów

Rycina 5. Wiązania wodorowe odpowiedzialne za tworzenie trypletów z udzia­łem trzeciej zasady w trypleksach równoległych. Kanoniczny tryplet T:AT i C⁺: GC oraz przykłady trypletu niekanonicznego G:TA i T:CG, wraz z numeracją atomów zaangażowanych w architekturę motywu trypletu (symbol „:" oznacza wiązanie Hoogsteena).

231

Postępy Biochemii 52 (3) 2006

---