Конформація В-ДНК

Структура В-форми ДНК не є абсолютно регулярною. Конформаційні особливості та особливості стекінгу в різних контактах між парами основ призводять до суттєвої залежності локальної конформації подвійної спіралі від послідовності − можна сказати, що послідовність несе інформацію про структурні особливості ДНК (подібно до того, як амінокислотна послідовність зумовлює просторову структуру білка).

Щоб проілюструвати залежність конформації ДНК від послідовності, у табл. 2 наведені значення кута твіста (див. рис. 9) для 10 типів контактів між парами основ у кристалах вільної ДНК і білково-нуклеїнових комплексів.

Твіст у комплексах є дуже близьким до значення твіста вільної ДНК у розчині за фізіологічних умов − середнє значення для всіх контактів відповідає 10,1 парам основ на виток спіралі у кристалах і 10,5 парам основ у комплексах з білком. Як видно з таблиці, твіст варіює в досить широких межах − ступінь локальної спіральної закрутки ДНК суттєво змінюється залежно від послідовності пар основ.

Таблиця 2.

Твіст ДНК для 10 типів контактівміж парами основ (за даними Олсон та ін.)

Крім того, варіюють також і стандартні відхилення від середнього значення твіста. Останній параметр показує, наскільки легко значення твіста може відхилятися від переважного середнього значення, тобто характеризує конформаційну рухливість контакту даного типу.

Інші конформаційні параметри подвійної спіралі (як середні значення, так і ширина розподілу) також залежать від послідовності пар основ. Для прикладу на рис. 12 показано співвідношення між роллом і слайдом (доступний сегмент конформаційного простору) для 10 контактів. Загалом конформаційна рухливість негативно корелює з ефективністю стекінгу: вона є вищою для піримідин-пуринових і АТ збагачених контактів. При цьому 6 конформаційних параметрів, наведених на рис. 9, не є незалежними один від одного − їхні зміни є заємно пов’язаними.

Рис. 12. Усередині зафарбованих зон − доступні для кожного з 10 контактів значення двох конформаційних параметрів для кристалів ДНК (за даними Олсон та ін.).

Характер залежності конформації ДНК від послідовності є насправді ще складнішим: конформаційні особливості визначаються не тільки найближчими сусідами − типом контакту між парами основ, але й контекстом послідовності, де даний контакт знаходиться.

Отже, хоча конструкція молекули ДНК є простішою за білкову, на сьогодні неможливо точно передбачити деталі структури ДНК, виходячи з її послідовності. Залежні від послідовності особливості структури подвійної спіралі та потенціал щодо конформаційних змін − основа механізму специфічного впізнання послідовностей ДНК білками.