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2024-10-17T05:06:50Z

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[[Datei:Z-DNA orbit animated small.gif|rechts|gerahmt|Animierte Struktur der Z-DNA.]]
[[Datei:A-DNA, B-DNA and Z-DNA.png|mini|Seitliche Ansicht von A-, B- und Z-DNA.]]

'''Z-DNA''' ist eine von verschiedenen möglichen Strukturformen der [[DNA]]. Es handelt sich dabei um eine linksgängige [[Doppelhelix]] (im Gegensatz zu der in der Natur üblichen [[B-DNA|B-Form]], die eine rechtsgängige Helix bildet). Vermutlich ist die Z-DNA zusammen mit der [[A-DNA|A-]] und der B-DNA eine der drei biologisch aktiven DNA-Formen.

== Geschichte ==
Mit dem Zusammenhang zwischen Z-DNA und B-DNA beschäftigten sich Pohl und Jovin<ref>{{Literatur |Autor=F. M. Pohl, T. M. Jovin |Titel=Salt-induced co-operative conformational change of a synthetic DNA: equilibrium and kinetic studies with poly (dG-dC) |Sammelwerk=Journal of Molecular Biology |Band=67 |Nummer=3 |Datum=1972-06-28 |Seiten=375–396 |PMID=5045303}}</ref> in frühen Arbeiten. Sie konnten zeigen, dass der [[Circulardichroismus]], kurz CD, von poly(dG-dC) unter Verwendung von 4 M NaCl-Lösung beinahe vollständig umkehrbar war. Die Vermutung, dass die Ursache dafür eine Umwandlung von B-DNA nach Z-DNA war, wurde später durch [[Ramanspektroskopie]] von Z-DNA Kristallen in der Lösung belegt.<ref>{{Literatur |Autor=T. J. Thamann, R. C. Lord, A. H. Wang, A. Rich |Titel=The high salt form of poly(dG-dC)•poly(dG-dC) is left-handed Z-DNA: Raman spectra of crystals and solutions |Sammelwerk=Nucleic Acids Research |Band=9 |Nummer=20 |Datum=1981-10-24 |Seiten=5443–5457 |PMID=7301594}}</ref> Die Z-DNA selbst wurde im Jahr 1979 als erste kristalline DNA-Struktur von [[Alexander Rich]], [[Andrew Wang]] und Mitarbeitern am [[Massachusetts Institute of Technology|MIT]] entdeckt<ref name="Wang1979">{{cite journal |author=Wang AHJ, Quigley GJ, Kolpak FJ, Crawford JL, van Boom JH, Van der Marel G, Rich A |title=Molecular structure of a left-handed double helical DNA fragment at atomic resolution |journal=[[Nature]] (London) |volume=282 |pages=680–686 |year=1979| pmid=514347}}</ref> (siehe [[Röntgenbeugung]]).
Jedoch wurde erst im Jahr 2005 über eine Kristallstruktur berichtet, welche Z-DNA direkt in einer Verbindung mit B-DNA zeigt und so Hinweise auf eine biologische Aktivität von Z-DNA liefert.<ref name="Ha2005">{{Literatur |Autor=Sung Chul Ha, Ky Lowenhaupt, Alexander Rich, Yang-Gyun Kim, Kyeong Kyu Kim |Titel=Crystal structure of a junction between B-DNA and Z-DNA reveals two extruded bases |Sammelwerk=Nature |Band=437 |Nummer=7062 |Datum=2005-10-20 |Seiten=1183–1186 |DOI=10.1038/nature04088 |PMID=16237447}}</ref>

== Struktur ==

Der Name Z-DNA leitet sich vom ''zickzackartigen'' Verlauf des Zucker-Phosphat-Rückgrates ab. Die Struktur ist aber im Vergleich zu der rechtsgängigen B-DNA sehr verschieden. Denn die Z-DNA ist linksgängig und hat eine Struktur, die sich alle zwei Basenpaare wiederholt (Dimere). Allerdings ist die Z-DNA eine [[metastabil]]e [[Konformation]] der DNA und wird nur unter bestimmten Umständen eingenommen (wie z. B. alternierende [[Pyrimidine]]/[[Purine]], hoher Salzkonzentration oder [[DNA supercoil]]ing).

== Funktion ==

Es wird vermutet, dass Z-DNA u. a. eine Rolle während der [[Transkription (Biologie)|DNA-Transkription]] spielt, wenn besonders viel ''supercoiled DNA'' vorliegt.<ref name="Ha2005" />
Außerdem wurde beobachtet, dass das vermutliche Vorliegen von Z-DNA mit Transkriptionsaktivität zusammenfällt und es wurde postuliert, dass Z-DNA bei der Regulation der Transkription eine Rolle spielt.<ref name="Champ2004">{{Literatur |Autor=P. Christoph Champ, Sandor Maurice, Jeffrey M. Vargason, Tracy Camp, P. Shing Ho |Titel=Distributions of Z-DNA and nuclear factor I in human chromosome 22: a model for coupled transcriptional regulation |Sammelwerk=Nucleic Acids Research |Band=32 |Nummer=22 |Datum=2004 |Seiten=6501–6510 |DOI=10.1093/nar/gkh988 |PMID=15598822}}</ref>

{| class="wikitable"
|+Strukturinformationen der drei DNA-Formen, die biologisch relevant sein könnten<ref>{{Literatur |Autor=Judith G. Voet, Charlotte W. Pratt |Titel=Lehrbuch der Biochemie |Auflage=2., aktualisierte und erw. Auflage |Hrsg=Annette Beck-Sickinger, Ulrich Hahn |Verlag=Wiley-VCH |Ort=Weinheim |Datum=2010 |ISBN=978-3-527-32667-9}}</ref><br />
(B-DNA ist die in der belebten Natur häufigste Form)
! Strukturmerkmal
! A-DNA
! B-DNA
! Z-DNA
|-
| helikaler Drehsinn
| rechts
| rechts
| links
|-
|Durchmesser
| align="right" | ≈26 [[Ångström (Einheit)|Å]]
| align="right" | ≈20 [[Ångström (Einheit)|Å]]
| align="right" | ≈18 [[Ångström (Einheit)|Å]]
|-
| Basenpaare pro helikale Windung
| align="right" | 11,6
| align="right" | 10,4…10,6
| align="right" | 12 (6 [[Dimer]]e)
|-
| Helikale Windung je Basenpaar (twist)
| align="right" | 31°
| align="right" | 36°
| align="right" | 60° (pro [[Dimer]])
|-
| Ganghöhe (Anstieg pro Windung)
| align="right" | 34 [[Ångström (Einheit)|Å]]
| align="right" | 34 [[Ångström (Einheit)|Å]]
| align="right" | 44 [[Ångström (Einheit)|Å]]
|-
| Anstieg pro Base
| align="right" | 2,9 [[Ångström (Einheit)|Å]]
| align="right" | 3,4 [[Ångström (Einheit)|Å]]
| align="right" | 7,4 [[Ångström (Einheit)|Å]] (pro [[Dimer]])
|-
| Neigungswinkel der Basenpaare zur Achse
| align="right" | 20°
| align="right" | 6°
| align="right" | 7°
|-
| Große Furche
| align="right" | eng und tief
| align="right" | breit und tief
| align="right" | flach
|-
| Kleine Furche
| align="right" | breit und flach
| align="right" | eng und tief
| align="right" | eng und tief
|-
| Zuckerkonformation
| align="right" | C3'-''endo''
| align="right" | C2'-''endo''
| align="right" | [[Nukleinbasen|Pyrimidine]]: C2'-''endo''<br /> [[Nukleinbasen|Purine]]: C3'-''endo''
|-----
| Glykosidische Bindung
| align="right" | anti
| align="right" | anti
| align="right" | [[Nukleinbasen|Pyrimidine]]: anti<br />[[Nukleinbasen|Purine]]: syn
|-----
|}

== Literatur ==
* {{Literatur |Autor=Donald Voet, Judith G. Voet |Titel=Biochemistry |Auflage=4. |Verlag=John Wiley & Sons |Ort=Hoboken |Datum=2011 |ISBN=978-0-470-57095-1}}

== Quellen ==
<references />

{{SORTIERUNG:ZDNA}}
[[Kategorie:Desoxyribonukleinsäure]]
[[Kategorie:Abkürzung]]

Z-DNA - Versionsgeschichte

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