Apareamento de Hoogsteen
Un apareamento de Hoogsteen ou par de bases de Hoogsteen é unha variación do apareamento de bases dos ácidos nucleicos como o par A•T. Desta maneira, dúas nucleobases, unha en cada febra do ácido nucleico, poden enlazarse por pontes de hidróxeno no suco maior do ADN. Un par de bases de Hoogsteen utiliza a posición N7 da base púrica (como aceptor da ponte de hidróxeno) e o C6 do grupo amino (como doante), o cal se une á cara de Watson e Crick (N3–N4) da base pirimidínica.
Historia
editarDez anos despois de que James Watson e Francis Crick publicasen o seu modelo da dobre hélice do ADN,[2] Karst Hoogsteen obtivo [3] unha estrutura cristalina dun complexo no cal análogos da A e a T formaban un par de bases que tiña unha xeometría diferente da descrita por Watson e Crick. De xeito similar, había unha xeometría alternativa para o apareamento no par G•C. Hoogsteen sinalou que se estes patróns alternativos de formación de pontes de hidróxeno estaban presentes no ADN, entón a dobre hélice tería que adoptar unha forma bastante diferente. Porén, os pares de bases de Hoogsteen rara vez se atopan no ADN.
Propiedades químicas
editarOs pares de Hoogsteen teñen propiedades bastante diferentes dos pares de bases de Watson e Crick. O ángulo entre os dous enlaces glicosídicos (uns 80° no par A•T) é maior e a distancia C1′–C1′ (uns 860 pm ou 8,6 Å) é menor que na xeometría regular. Nalgúns casos, denominados pares de bases de Hoogsteen inversos, unha base está rotada 180° con respecto á outra. Nalgunhas secuencias de ADN, especialmente os dinucleótidos CA e TA, os pares de base de Hoogsteen son entidades transitorias que están presentes en equilibrio térmico cos pares de bases estándar de Watson e Crick. Para a detección de especies transitorias hai que usar técnicas de resonancia magnética nuclear (RMN) que só se empezaron a aplicar recentemente ás macromoléculas.[1]
Os pares de bases de Hoogsteen foron observados en complexos proteína–ADN.[4] Algunhas proteínas evolucionaron para recoñecer só un tipo de pares de bases, e usan interaccións moleculares para cambiar o equilibrio entre as dúas xeometrías. O ADN ten moitas características que permiten que as proteínas fagan nel un recoñecemento específico de secuencia. Este recoñecemento pensábase inicialmente que implicaba interaccións de formación de pontes de hidróxenos específicas entre cadeas laterais dos aminoácidos e as bases. Pero axiña quedou claro que non había unha correspondencia un a un identificable, é dicir, non había un código simple que ler. Parte do problema é que o ADN pode sufrir cambios conformacionais que alteren a dobre hélice clásica. As variacións resultantes no modo en que as bases do ADN se presentan ás proteínas poden así afectar ao mecanismo de recoñecemento. Fíxose evidente que as distorsións na dobre hélice dependen da secuencia de bases. Isto permite que as proteínas recoñezan a forma do ADN dun xeito que lembra ao modo en que recoñecen outras proteínas ou pequenas moléculas de ligandos. Por exemplo, os tramos de bases A e T poden estreitar o suco menor do ADN (que xa é de seu o tipo de suco máis estreito da dobre hélice), potenciando así potenciais electrostáticos negativos e creando sitios de unión para residuos de aminoácidos de arxinina cargados positivamente e situados apropiadamente.
Estruturas tríplex
editar
Este apareamento non de Watson e Crick permite que unha terceira febra se enrosque arredor dos dúplex, os cales están ensamblados no patrón de Watson e Crick, e se formen hélices de tripla febra como (poli(dA)•2poli(dT)) e (poli(rG)•2poli(rC)). Isto pode tamén atoparse en estruturas tridimensionais de ARN transferente.
Estruturas cuádruplex
editarTamén permite a formación de estruturas secundarias de ADN monocatenario e ARN monocatenario ricas en G chamadas cuádruplex G (ou G-quadruplex, como G4-ADN e G4-ARN) polo menos in vitro. Para isto cómpren catro tripletes de G, separados por curtos espazadores. Isto permite a ensamblaxe de cuartetos planares que están compostos por asociacións de guaninas colocadas unhas enriba das outras e unidas ao modo hoogsteen.[5]
Apareamento de bases de tripla hélice
editarOs pares de bases de Watson e Crick indícanse por un "•", "-", ou un "." (exemplo: A•T, ou poli(rC)•2poli(rC)).
Os pares de bases de Hoogsteen de tripla hélice indícanse por un "*" ou un ":" (exemplo: C•G*G+, T•A*T, C•G*G, ou T•A*A).
Notas
editar- ↑ 1,0 1,1 Evgenia N. Nikolova, Eunae Kim, Abigail A. Wise, Patrick J. O’Brien, Ioan Andricioaei, Hashim M. Al-Hashimi (2011). "Transient Hoogsteen base pairs in canonical duplex DNA". Nature 470: 498–502. doi:10.1038/nature09775.
- ↑ Watson JD, Crick FHC (1953). "Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid". Nature 171 (4356): 737–738. PMID 13054692. doi:10.1038/171737a0.
- ↑ Hoogsteen K (1963). "The crystal and molecular structure of a hydrogen-bonded complex between 1-methylthymine and 9-methyladenine". Acta Crystallographica 16: 907–916. doi:10.1107/S0365110X63002437.
- ↑ Jun Aishima, Rossitza K. Gitti, Joyce E. Noah, Hin Hark Gan, Tamar Schlick, Cynthia Wolberger (2002). "A Hoogsteen base pair embedded in undistorted B‐DNA". Nucl Acids Res 30 (23): 5244–5252. doi:10.1093/nar/gkf661.
- ↑ Johnson JE, Smith JS, Kozak ML, Johnson FB (2008). "In vivo veritas: Using yeast to probe the biological functions of G-quadruplexes". Biochimie 90 (8): 1250–1263. PMC 2585026. PMID 18331848. doi:10.1016/j.biochi.2008.02.013.