S-Форма ДНК – надсуперспіральна макромолекула з міжнуклеотидною відстанню ~2 Å уздовж осі дуплексу
DOI:
https://doi.org/10.7124/bc.00070FКлючові слова:
суперспіральна ДНК, атомно-силова мікроскопія, амінослюда, надсуперспіральна ДНК, S-ДНКАнотація
За допомогою атомно-силової мікроскопії візуалізовано суперспіральну ДНК pGEMEX довжиною 3993 пари нуклеотидів, іммобілізовану на різних субстратах (свіжосколотій слюді, стандартній амінослюді і модифікованій амінослюді – з підвищеною та зниженою поверхневою щільністю аміногруп у порівнянні зі стандартною). На модифікованій амінослюді з підвищеною щільністю заряду візуалізовано молекули ДНК з надзвичайно високим рівнем суперспіралізації. Вимірювання контурної довжини поодиноких надсуперспіральних молекул ДНК дозволило визначити відстань між парами нуклеотидів уздовж осі подвійної спіралі, яка варіювала від Н- 1,94 до 2,19 Å для різних молекул. Такі стиснуті подібно до пружини суперспіральні молекули ДНК зі зменшеною міжнуклеотидною відстанню порівняно з відомими формами ДНК віднесено до нової форми ДНК – S-ДНК.Посилання
Ivanov VI. [Double helix DNA]. Mol Biol (Mosk). 1983;17(3):616-21.
Saenger W. Principles of nucleic acid structure. New York: Springer, 1984; 556 p.
Wang JC. Helical repeat of DNA in solution. Proc Natl Acad Sci U S A. 1979;76(1):200-3.
* Lyubchenko Y, Jacobs B., Lindsay S. Atomic force microscopy of reovirus dsRNA: a routine technique for length measurement. Nucl. Acids Res. 1992. 20: 3983-3986.
Lyubchenko YL, Gall AA, Shlyakhtenko LS, Harrington RE, Jacobs BL, Oden PI, Lindsay SM. Atomic force microscopy imaging of double stranded DNA and RNA. J Biomol Struct Dyn. 1992;10(3):589-606.
Hinterdorfer P, Baumgartner W, Gruber HJ, Schilcher K, Schindler H. Detection and localization of individual antibody-antigen recognition events by atomic force microscopy. Proc Natl Acad Sci U S A. 1996;93(8):3477-81.
Moy VT, Florin EL, Gaub HE. Intermolecular forces and energies between ligands and receptors. Science. 1994;266(5183):257-9.
Lyubchenko YL, Shlyakhtenko LS. Visualization of supercoiled DNA with atomic force microscopy in situ. Proc Natl Acad Sci U S A. 1997;94(2):496-501.
Cherny DI, Jovin TM. Electron and scanning force microscopy studies of alterations in supercoiled DNA tertiary structure. J Mol Biol. 2001;313(2):295-307.
Boles TC, White JH, Cozzarelli NR. Structure of plectonemically supercoiled DNA. J Mol Biol. 1990;213(4):931-51.
* Tanigawa M., Okada T. Atomic force microscopy of supercoiled DNA structure on mica. Anal. Chim. Acta. 1998. 365: 19-25.
Bussiek M, M?cke N, Langowski J. Polylysine-coated mica can be used to observe systematic changes in the supercoiled DNA conformation by scanning force microscopy in solution. Nucleic Acids Res. 2003;31(22):e137.
Kuznetsov IA, Korolev NI, Filippov SM, Khamizov RKh. [Proton induced compaction of DNA. Conductometric titration of isoionic solutions and ion-exchange properties of immobilized DNA]. Mol Biol (Mosk). 1983;17(1):153-61.
Vologodskii AV, Levene SD, Klenin KV, Frank-Kamenetskii M, Cozzarelli NR. Conformational and thermodynamic properties of supercoiled DNA. J Mol Biol. 1992;227(4):1224-43.
Fujimoto BS, Schurr JM. Monte Carlo simulations of supercoiled DNAs confined to a plane. Biophys J. 2002;82(2):944-62.
* Velichko Y., Yoshikawa K, Khokhlov A. Effect of twisting on the behavior of a double-stranded polymer chain: a Monte- Carlo simulation. J. Chem. Phys. 1999-111-P. 9424-9433.
Rybenkov VV, Vologodskii AV, Cozzarelli NR. The effect of ionic conditions on DNA helical repeat, effective diameter and free energy of supercoiling. Nucleic Acids Res. 1997;25(7):1412-8.
* Limansky A., Shlyakhtenko L, Schaus S., Henderson E., Lyubchenko Y. Aminomodified probes for atomic force microscopy. Probe microsc. 2002. 2: 227-234.
Butt HJ. Measuring electrostatic, van der Waals, and hydration forces in electrolyte solutions with an atomic force microscope. Biophys J. 1991;60(6):1438-44.
Hansma HG, Golan R, Hsieh W, Daubendiek SL, Kool ET. Polymerase activities and RNA structures in the atomic force microscope. J Struct Biol. 1999;127(3):240-7.
Limanskii AP. Investigation of aminomodified tips for atomic force microscopy of biomolecules. Biopolym Cell. 2002; 18(1):62-70.
Vologodskii VA. Topology and physical properties of circular DNA. M.: Nauka. 1988; 192 p.
Rivetti C, Codeluppi S, Dieci G, Bustamante C. Visualizing RNA extrusion and DNA wrapping in transcription elongation complexes of bacterial and eukaryotic RNA polymerases. J Mol Biol. 2003;326(5):1413-26.
Leuba SH, Karymov MA, Tomschik M, Ramjit R, Smith P, Zlatanova J. Assembly of single chromatin fibers depends on the tension in the DNA molecule: magnetic tweezers study. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003;100(2):495-500.
Mazur J, Jernigan RL, Sarai A. [Conformational effects of DNA stretching]. Mol Biol (Mosk). 2003;37(2):277-87.
Lymans'ky? OP, Lymans'ka OIu. [Study of microorganism genome DNA by atomic force microscopy]. Tsitol Genet. 2002;36(4):30-6.
Limanskii A. Atomic force microscopy: visualization of DNA and proteins to measure the strength of intermolecular interactions. Usp Sovrem Biol. 2003; 123(6):531-42.
Newlin DD, Miller KJ, Pilch DF. Interactions of molecules with nucleic acids. VII. Intercalation and T.A specificity of daunomycin in DNA. Biopolymers. 1984;23(1):139-58.
* Frank-Kamenetskii M. DNA supercoiling and unusual structures DNA topology and biological effects. DNA topology and its biological effects. Eds N. Cozzarelli, J. Wang. New York: Cold Spring Harbor Lab. press, 1990: 186-215.
