Helical coherence of DNA in crystals and solution.
Helical coherence of DNA in crystals and solution.
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DOI：
10.1093/nar/gkn514
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发表时间：
2008-10
影响因子：
14.9
通讯作者：
Leikin S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wynveen A;Lee DJ;Kornyshev AA;Leikin S
DNA中相邻碱基对之间的扭曲、上升、滑动、移位、倾斜和滚动取决于碱基的身份。由此产生的双螺旋构象对核苷酸序列的依赖性对于蛋白质对DNA的识别、遗传物质的包装和维持以及涉及DNA的其他相互作用非常重要。然而，这种依赖性被不同序列背景下相同相邻碱基对的堆叠几何形状的知之甚少的变化所掩盖。本文通过对DNA寡聚体的X射线和核磁共振结构的统计分析，探讨了DNA构象依赖于序列的问题。我们评估相应的螺旋相干长度-一个累积参数量化序列依赖的偏离理想的双螺旋几何形状。我们发现，例如，合成低聚物的溶液结构的特征在于100-200 μ m的相干长度，这与天然鲑鱼精子DNA的100 - 150 μ m的相干长度相似。低聚物在晶体中的堆积极大地改变了它们的螺旋相干性。相干长度增加到800-1200 nm，与理论上预测的在近距离DNA之间的相互作用一致。
The twist, rise, slide, shift, tilt and roll between adjoining base pairs in DNA depend on the identity of the bases. The resulting dependence of the double helix conformation on the nucleotide sequence is important for DNA recognition by proteins, packaging and maintenance of genetic material, and other interactions involving DNA. This dependence, however, is obscured by poorly understood variations in the stacking geometry of the same adjoining base pairs within different sequence contexts. In this article, we approach the problem of sequence-dependent DNA conformation by statistical analysis of X-ray and NMR structures of DNA oligomers. We evaluate the corresponding helical coherence length—a cumulative parameter quantifying sequence-dependent deviations from the ideal double helix geometry. We find, e.g. that the solution structure of synthetic oligomers is characterized by 100–200 Å coherence length, which is similar to ∼150 Å coherence length of natural, salmon-sperm DNA. Packing of oligomers in crystals dramatically alters their helical coherence. The coherence length increases to 800–1200 Å, consistent with its theoretically predicted role in interactions between DNA at close separations.
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