B 型 DNA 雙螺旋:反平行、右旋、10 鹼基對/圈、相鄰鹼基 3.4 Å。
8.2.1 Watson–Crick 模型 5 大重點
反平行(antiparallel):一股 5'→3',對側 3'→5'。
右旋(right-handed):B 型、A 型。
磷酸-五碳糖骨架在外、鹼基對在內(疏水堆疊)。
鹼基配對:A=T(2 個氫鍵)、G≡C(3 個氫鍵);嘌呤配嘧啶(兩股間距僅足容一嘌呤+一嘧啶,不能雙嘌呤或雙嘧啶)。
相鄰鹼基距離 3.4 Å:每圈 10 bp(B 型)。
8.2.2 A / B / Z 三種螺旋型
型態 旋向 每鹼基間距 每圈 bp 出現環境
A-form 右旋 2.6 Å 11 脫水條件;RNA 雙股、DNA–RNA hybrid 傾向此構型
B-form 右旋 3.4 Å 10 生理條件下 DNA 主要構型(最穩定)
Z-form 左旋 3.7 Å 12 高鹽、GC-rich、CpG 甲基化;可能與基因調控相關(Z = zigzag 磷酸骨架,左旋得名由此)
8.2.3 大溝與小溝
B 型 DNA 有 major groove(大溝) 與 minor groove(小溝);DNA 結合蛋白(如轉錄因子、限制酶)主要從大溝辨識序列特異性。
8.2.4 G-quadruplex(G-四聯體)
四個鳥嘌呤(G)經 Hoogsteen 氫鍵環繞中心 K⁺ 形成 G-tetrad,層層堆疊即 G-quadruplex。
端粒(telomere) 3' 懸空尾(TTAGGG 重複)是 G-rich 單股,可自我纏繞成 四股結構(G-quadruplex)。
扮演基因表達調控、端粒保護角色;也出現於部分致癌基因啟動子。
國考題:「端粒鳥嘌呤含量高之單股 DNA 以何種結構穩定?」答案 四股 DNA(G-quadruplex)。
8.2.5 組蛋白與染色質包裝
Histones(組蛋白):富含鹼性胺基酸(Lys、Arg),帶正電,與 DNA 帶負電的磷酸骨架靜電結合。
基本單位 nucleosome = 147 bp DNA 繞 8 聚體(H2A×2、H2B×2、H3×2、H4×2);H1 是 linker histone。
染色質由 nucleosome → 30 nm fiber → 高階摺疊 → 染色體。
8.2.6 CpG 甲基化(真核 epigenetics)
真核細胞中 CpG site(C-phosphate-G 序列) 之 cytosine 易被 DNA 甲基轉移酶甲基化,形成 5-methylcytosine。
哺乳動物基因體中 70–80% 的 CpG 位點是甲基化的;啟動子的 CpG island 甲基化 → 基因沉默(gene silencing),為表觀遺傳核心機制。
5-methylcytosine 去胺化會變成 thymine(真核 C→T 突變熱點)。
Dam methylation(原核 E. coli)甲基的是 GATC 序列中的 adenine,用於 MMR 模板辨識(見 8.5.3)。
國考常見陷阱:
• 真核 = 胞嘧啶(Cytosine)甲基化(於 CpG)
• 原核 E. coli = 腺嘌呤(Adenine)甲基化(於 GATC,Dam)
本節對應國考題 共 14 題 · 隨選 3 題
現場作答這 3 題
- 109-2-醫學一 Q80 DNA-DNA,DNA-RNA,RNA-RNA 所形成的雜交配對,在中性 pH …
- 113-2-醫學一 Q79 單股 DNA 的結構相當有彈性,可自我纏繞為多股的特殊構型以進行基因表達的調控。…
- 115-2-醫學一 Q78 原核細胞之DNA 會維持於何種狀態,使其結構更緊湊地排列,並協助轉錄作用時雙股D…