G四鏈體（G-quadruplex）是一種由DNA或者RNA構(gòu)成的非典型核酸二級(jí)結(jié)構(gòu),廣泛存在于生物體內(nèi),調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄、復(fù)制等功能。然而,在生物體中,具有G四鏈體的核苷酸序列特征的片段并不一定能夠形成由Hoogsteen鍵連接的G四鏈體結(jié)構(gòu)。多種因素能夠調(diào)控G四鏈體結(jié)構(gòu)展開(kāi)-折疊動(dòng)態(tài)平衡:陽(yáng)離子能夠促進(jìn)G四鏈體結(jié)構(gòu)折疊; DNA/RNA解旋酶、轉(zhuǎn)錄因子能使G四鏈體結(jié)構(gòu)展開(kāi)、分子伴侶可促進(jìn)G四鏈體結(jié)構(gòu)折疊;小分子配基能夠穩(wěn)定G四鏈體結(jié)構(gòu)促進(jìn)其折疊;互補(bǔ)配對(duì)堿基序列、loop區(qū)長(zhǎng)度也會(huì)影響G四鏈體結(jié)構(gòu)展開(kāi)-折疊過(guò)程。本綜述旨在闡述影響G四鏈體結(jié)構(gòu)展開(kāi)-折疊動(dòng)態(tài)平衡的因素,并為以后研究G四鏈體的調(diào)控機(jī)制和方向提供思路和依據(jù)。 

【文章來(lái)源】：生理科學(xué)進(jìn)展. 2020,51(04)北大核心

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與G四鏈體結(jié)合小分子配基結(jié)構(gòu)

G四鏈體是由四條由鳥(niǎo)嘌呤構(gòu)成的G鏈(G-tracts)通過(guò)DNA或者RNA分子間或分子內(nèi)相互作用形成的。形成G四鏈體結(jié)構(gòu)的核心是形成G四分體(G-tetrads)。G四分體是來(lái)自不同G鏈的鳥(niǎo)苷酸堿基，通過(guò)Hoogsteen氫鍵相互作用而成。兩個(gè)及以上平面G四分體堆疊及糖-磷酸骨架片段相互作用共同形成了特異的G四鏈體二級(jí)結(jié)構(gòu)[6]。G四鏈體四條鏈的排列方式不同使得G四鏈體具有三種不同結(jié)構(gòu)。(1)如果四條鏈的走向是一致的這種結(jié)構(gòu)稱為平行結(jié)構(gòu)(圖1A);(2)如果四條鏈中有兩條鏈的方向一致而有兩條的方向相反，這種結(jié)構(gòu)稱為反平行結(jié)構(gòu)(圖1B-C)。反平行結(jié)構(gòu)包括“椅”式結(jié)構(gòu)和“藍(lán)”式結(jié)構(gòu);(3)含有一種是混合結(jié)構(gòu):當(dāng)四鏈體的四條鏈中有三條鏈的方向是一致的而最后一條鏈的方向是相反的，這種結(jié)構(gòu)稱為混合結(jié)構(gòu)(圖1D)。此外，連接G四鏈體四條G鏈的環(huán)狀結(jié)構(gòu)(loop)雖然不參與G四鏈體，但是環(huán)狀結(jié)構(gòu)對(duì)于G四鏈體的折疊和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定都非常重要。G四鏈體環(huán)狀結(jié)構(gòu)是一種二級(jí)結(jié)構(gòu)也是維持G四鏈體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的重要因素。影響形成不同G4環(huán)狀結(jié)構(gòu)的因素有G四分體數(shù)量、連接兩條G鏈之間核苷酸數(shù)量以及G鏈方向[7]。線粒體中也具有遺傳物質(zhì)，使用生物信息學(xué)方法可以預(yù)測(cè)出線粒體有270段可形成G四鏈體的序列，這些G四鏈體序列可能與線粒體缺失斷點(diǎn)有關(guān)[9]。Huang等[10]使用線粒體DNA G四鏈體特異熒光探針在活細(xì)胞中觀察到了線粒體DNA中存在G四鏈體結(jié)構(gòu)。線粒體基因組轉(zhuǎn)錄過(guò)程中其保守序列Ⅱ(conserved seqyence blockⅡ，CSBⅡ)的RNA序列能夠形成G四鏈體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可抑制RNA聚合酶與轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的結(jié)合，使線粒體轉(zhuǎn)錄提前終止[11]。RNA G四鏈體還可以與其互補(bǔ)的DNA序列形成RNA-DNA雜交G四鏈體。這個(gè)四鏈體結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，給予RNA酶處理也不會(huì)破壞RNA-DNA雜交G四鏈體結(jié)構(gòu)[12]。


本文編號(hào)：3313156