有关三链DNA的文献综述.doc

三链DNA的研究综述1. DNA结构的多样性1953年，Watson和Crick在前人工作的基础上通过X・・射线衍射法，首先提 出DNA分子的右手双螺旋结构，即B-DNAo随着认识的深入，后来陆续发现了 A・DNA、乙DNA和C-DNA等结构，它们都属于双螺旋构象后来人们证明或推测, 在生物体内DNA还形成三股螺旋和四链体螺旋结构这些DNA结构虽然形态各 员，但它们都是以一级结构为基础，都具有重要的生物学意义因此，对于DNA 结构的深入研究，不但可以促进DNA结构学说的发展，而且对于生物遗传信息 的研究也具有重要意义1.1 DNA的一级结构DNA的一级结构即DNA分子中核甘酸的排列顺序从结构上来讲，DNA是 由脱氧核糖核苻酸通过巧宁■磷酸二酯键相连而形成的高聚物DNA -级结构的测定即DNA的序列分析工作在近十几年来突飞猛进，它的 出现和技术的日臻完善大大地促进了基因的分离和鉴定、基因的表达调控及基因 的结构与功能的研究众所周知的人类基因组项H就是以DNA序列分析为基础 而进行的H前，DNA序列分析已从手工操作发展到自动分析DNA的一级结构的重要意义不仅在于它以密码子方式蕴藏了遗传信息，而且 它还决定了 DNA的二级结构和空间结构。

从结构与遗传学功能的关系上来看，从 一级结构中得到的许多信息都需要用二级结构和空间结构来进行解释，此外还有 大量的遗传特征需要从二级结构和空间结构上加以发掘所以二级结构和空间结 构已成为弄清生命遗传奥秘的主要研究领域之一1.2 DNA的二级结构H前人们已经知道，DNA的二级结构具有多形性H前已知的DNA二级结 构主要有A・DNA、B-DNA. C-DNA和Z・DNA等众多研究表明，DNA分子二级 结构在不同条件下可以有所不同，但它们均为双螺旋结构，并且螺旋的表明都有 凹槽（沟）1.3三链DNA在20世纪50年代初期，Wilkins根据X射线衍射图片曾设想过DNA可能有 3条链,后来Watson-Crick. Fraser和Pauling等人也曾构建过一些T-DNA模型至今发现的三链DNA可分为两大类，即三股螺旋结构和三股发辫结构三股螺旋结构是在DNA双螺旋结构的某础上形成的，三链区的3条链均为同 源嚓吟或同源卩密唳，即整段的碱基均为嚓吟或卩密噪根据第3条链的來源，三链 DNA可分为分子间和分子内两组；根据第3条链的组成以及和对位置，乂可分为 Pu-Pu-Py和Py・Pu・Py两型（见图1）。

其中最常见的是Pu-Pu-Py型，它的3条链 中有2条为正常的双螺旋，第3条喀呢链位于双螺旋的大沟中，与瞟吟链的方向 —致，并随双螺旋结构一起旋转三链中碱基配对的方式与双螺旋DNA相同，即 第3个碱基仍以A・T、G・U配对，但第3链上的C必须质子化，且它与G只形成 2个氢键在Pu-Pu-Py型中,存在A・A、G・G配对（见图2）y -TC TCT CTC TCT CT l+l+l+]・4|+|4l 5Z -AGAGAGAGAGAGAy-AGAGAGAGAGAGAGA“ ！丄 | | | 11 | | I i i I 11 5 *AGAGAGAGAGAGA3" -TC TCT CTC TCT CT图1三链DNA的两种基本结构第一类为Py-Pu-Py型，第二类为Pu-Pu-Py型5’ -ACCGATCCTnTTCTTTCTTCTnTCTTCCGGGTO3’-rrrrrcfTTrc ‘ttc ^ititc3' - I GGC I AGG A A A A AG A A AG A AG A A A AGA AG( ；CCC AG-图23条链的碱基序列的方向2.三链DNA的形成在水溶液中，由两条极性相反的单链DNA按严格互补的配对方式结合而形成 的双螺旋（见图3）,沿着大沟存在多余的氢键给体和受体。

这些暴露于周围环境 的氢键给体和受体，可以同专一性的结合分子（如蛋自质等）发生相互作用，形成 专一-性的化合物;也可以专一性地与单链DNA分子结合而形成三链DNAo图3 Waston-Crick双螺旋DNA结构图3.三链DNA可能在体内存在的证据及其应用3.1存在证据长期以来，人们在三链DNA的研究上进行着争论的一个重要的、也是最令人 关心的问题是:三链核酸是否确实在生物体系 > 卩存在?通过研究，发现有几个支持 三链DNA在体内可能存在的证据首先,在体外，较长的同型嚓吟一同型唸噪束道在准天然的生理条件（如较低 的pH值、质粒载体的超螺旋度较高、较高浓度的盐和镁离子等），能形成分子内 三链DNAo最近发现生理浓度的多胺能促使三® DXA在中性条件下形成其次,同型嚓吟一同型卩密唳束道（其中有些甚至长度达到100碱基刈•或更长） 存在于许多组织的基因中，如在人体和猴子的基因中含量分别为0.7 %和0.5%, 而在真核基因中含量高达1%左右另外，胸腺囉噪--腺瞟吟束道和鸟瞟吟--胞 卩密礎束道在人体基因中分别占0.3%和0.0002 %由此可见，在休内能形成三链 DNA的序列浓度是相当大的第三，在真核基因的调控区域中存在许多嚓吟一喀噪束道，而这些区域无论 在体内还是体外都对单链核酸专一性限制性内切酶敏感。

而众所周知，三链DNA 的形成要求存在（分子间三链），或给出（分子内三链）第三条单链核酸3.2应用上述证据表明三链DNA可能在生物体内存在由此便引发了人们对三链DNA 的可能应用的兴趣研究表明，三链DNA能在如下一些方面得到应用1） 通过三螺旋的形成，ODN阻止DNA与蛋白质的结合通过使用限制性内切 酶切割和测定可接近性的甲基化酶的甲基化实验证实:三螺旋的形成能阻止序列 专一性的蛋白质接近相同或邻近的序列2） 通过三螺旋的形成，ODN与基因的专一性位点结合从而阻止基因的转录和 复制3） 作为精确切割双螺旋DNA靶序列的“分子剪刀”通过三链DNA的形成， ODN可作为人造限制性内切酶，专-性精确切割双链DNA4） 其它方面的应用三链DNA可能与染色体的凝聚有关还可用于发展一种序列专一性的纯化 分离DNA的新方法,从杲源DNA混合物中专一性地分离和富集出H标DNA分子 4.当今三链DNA的研究热点（1） 具有特异性裂解止常DNA分子的功能2） 在基因转录过程小起诱导、阻断等作用。