Войти
Тройная спираль коллагена - это тройная спираль, образованная из трех отдельных спиралей белка, вращающихся по спирали на той же оси. В полях геометрия и биохимия, тройная спираль (множественное число тройных спиралей ) представляет собой набор трех конгруэнтных геометрических спиралей с одной и той же осью, отличающихся перемещением вдоль оси. Это означает, что каждая из спиралей сохраняет одинаковое расстояние от центральной оси. Как и одиночная спираль, тройная спираль может характеризоваться своим шагом, диаметром и вращением. Примеры тройных спиралей включают триплексную ДНК, триплекс РНК, коллагеновую спираль и коллагеноподобные белки.
Тройная спираль названа так, потому что она состоит из трех отдельных спиралей. Каждая из этих спиралей имеет одну и ту же ось, но они не занимают одно и то же пространство, потому что каждая спираль перемещается под углом вокруг оси. Как правило, идентичность тройной спирали зависит от типа спиралей, из которых она состоит. Например: тройная спираль, состоящая из трех нитей белка коллагена, представляет собой тройную спираль коллагена, а тройная спираль, состоящая из трех цепей ДНК, представляет собой тройную спираль ДНК.
Как и в случае с другими типами спиралей, тройные спирали имеют правосторонность: правую или левую. Правая спираль движется вокруг своей оси по часовой стрелке от начала до конца. Левая спираль является зеркальным отражением правой спирали, и она движется вокруг оси против часовой стрелки от начала до конца. Начало и конец спиральной молекулы определяются на основе определенных маркеров в молекуле, которые нелегко изменить. Например: начало спирального белка - это его N-конец, а начало одиночной цепи ДНК - это его 5 'конец.
коллаген тройная спираль состоит из трех пептидов коллагена, каждый из которых образует собственную левостороннюю полипролиновую спираль. Когда три цепи объединяются, тройная спираль принимает правую ориентацию. Пептид коллагена состоит из повторов Gly -XY, причем второй остаток (X) обычно представляет собой Pro, а третий (Y) - гидроксипролин.
A Тройная спираль ДНК состоит из трех отдельных цепей ДНК, каждая из которых ориентирована сахарно-фосфатным остовом на внешней стороне спирали и основаниями на внутренней стороне спирали. Основания - это часть молекулы, ближайшая к оси тройной спирали, а скелет - это часть молекулы, наиболее удаленная от оси. Третья цепь занимает большую бороздку относительно нормальной дуплексной ДНК. Основания в триплексной ДНК расположены таким образом, чтобы соответствовать схеме спаривания оснований Хугстина. Точно так же тройные спирали РНК образуются в результате образования одноцепочечной РНК водородных связей с дуплексом РНК; дуплекс состоит из спаривания оснований Уотсона-Крика, в то время как третья цепь связывается через спаривание оснований Хугстина.
Тройная спираль коллагена имеет несколько характеристик, которые повышают ее стабильность. Когда пролин включен в положение Y последовательности Gly-X-Y, он посттрансляционно модифицирован на гидроксипролин. Гидроксипролин может вступать в благоприятные взаимодействия с водой, которая стабилизирует тройную спираль, поскольку остатки Y доступны для растворителя в структуре тройной спирали. Отдельные спирали также удерживаются вместе обширной сетью амидно-амидных водородных связей, образованных между нитями, каждая из которых вносит примерно -2 ккал / моль в общую свободную энергию тройной спирали. Образование суперспирали не только защищает критические остатки глицина внутри спирали, но и защищает весь белок от протеолиза.
Тройная спираль ДНК и РНК стабилизируются многими из тех же сил, которые стабилизируют двойную -спирали ДНК. С нуклеотидными основаниями, ориентированными внутрь спирали, ближе к ее оси, основания участвуют в водородных связях с другими основаниями. Связанные основания в центре исключают воду, поэтому гидрофобный эффект особенно важен для стабилизации тройных спиралей ДНК.
Члены суперсемейства коллагена вносят основной вклад во внеклеточный матрикс. Тройная спиральная структура обеспечивает прочность и стабильность коллагеновых волокон, обеспечивая высокую устойчивость к растягивающим нагрузкам. Жесткость коллагеновых волокон является важным фактором, способным противостоять большинству механических нагрузок, что делает его идеальным белком для транспорта макромолекул и общей структурной поддержки по всему телу.
Есть некоторые олигонуклеотиды. последовательности, называемые образующими триплет олигонуклеотидами (TFO), которые могут связываться с образованием триплекса с более длинной молекулой двухцепочечной ДНК; TFO могут инактивировать ген или способствовать возникновению мутаций. TFO могут связываться только с определенными сайтами в более крупной молекуле, поэтому исследователи должны сначала определить, может ли TFO связываться с интересующим геном.
В последние годы биологическая функция триплексной РНК стала более изученной. Некоторые роли включают повышение стабильности, трансляцию, влияние на связывание лиганда и катализ. Одним из примеров влияния тройной спирали на связывание лиганда является рибопереключатель SAM-II , где тройная спираль создает сайт связывания, который будет однозначно принимать S-аденозилметионин (SAM ). Рибонуклеопротеиновый комплекс теломераза, ответственный за репликацию хвостовых концов ДНК (теломеры ), также содержит триплексную РНК, которая, как считается, необходима для правильного функционирования теломеразы. Тройная спираль на 3'-конце MALAT1 служит для стабилизации РНК, защищая поли-A-хвост от протеолиза, а также повышает эффективность трансляции, что в конечном итоге пагубно для людей, поскольку MALAT1 связан с раком легких. злокачественная опухоль.
