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端粒DNA序列体外结构的圆二色谱研究
简 报 第45 卷 第7 期 2000 年4 月 端粒DNA 序列体外结构的圆二色谱研究 * 张晓嫣 曹恩华 孙雪光 白春礼 ( 中国科学院生物物理研究所, 北京 100101; 中国科学院化学研究所, 北京 100080. *联系人, Email: Caoeh@sun5.ibp.ac.cn) 摘要 端粒在细胞活动中起着非常重要的作用, 与细胞的衰老 死亡 癌变有关, 因其特殊序列, 可在体外以四链形态存在. CD 谱的研究表明: TTAGGG, (TTAGGG) , (TTAGGG) 在体外均能形 2 4 + + 成四链, 无金属离子存在时以平行四链为主. K , Na 能稳定四链并有利于反平行四链存在, 而不 同四链结构的形成还与其序列长度, 单价离子种类 浓度等有关. 关键词 人类端粒 四链 CD 谱 K+ Na+ 离子浓度 端粒是位于染色体末端富含鸟嘌呤的特殊结构, 与染色体重组 末端复制 维持染色体 稳定性有关[1] [2] . 近来又有人提出细胞的癌变与衰老主要是受端粒长度(分子钟) 的调节 . 而解 释端粒 DNA 如何与端粒酶结合从而执行其特殊功能时, 关键在于对结构而非序列特异性的分 析[3], 因此, 研究端粒 DNA 的结构就成为揭示端粒与细胞衰老 死亡 癌变关系的关键, 具 有重要生物学意义. 近 30 多年来, 人们发现富 G 核苷酸链及多聚鸟嘌呤可以形成含有鸟嘌呤四聚体(G- quartets, 见图1(a)) 的四链结构(G-DNA)[4] + + . 这种四链结构的形成需要单价金属离子(如K , Na ) 来稳定[5] . 人们对某些物种端粒序列如 d(T G ) 的结构进行了大量的研究, 并证实了体外单价 4 4 离子存在条件下端粒序列是以四链形态存在[6]. 图1 分子结构图及结构示意图 (a) G- 四聚体; (b) 平行四链; (c) (d) 发夹二聚体形成的反式四链; (e) 分子内反式四链 由于不同形态结构的寡核苷酸具有不同的Cotton 效应, 圆二色谱(circular dichroism)技术 在测定多核苷酸结构变化方面非常灵敏. 近几年我们应用CD 技术系统地研究了双链 三链 751 第45 卷 第7 期 2000 年4 月 简 报 [7] 四链DNA 的结构 . 由于对人类端粒序列d(T AG )进行专门系统的比较研究还未见有报道,
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