المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
تربية الماشية في روسيا الفيدرالية
2024-11-06
تربية ماشية اللبن في البلاد الأفريقية
2024-11-06
تربية الماشية في جمهورية مصر العربية
2024-11-06
The structure of the tone-unit
2024-11-06
IIntonation The tone-unit
2024-11-06
Tones on other words
2024-11-06

اقسام الاشتقاق
19-02-2015
الخلايا الجذعية (خلية الأم) Stem Cells
30-12-2016
Cubic Spline
19-11-2021
التشيع إبتدأ من يوم الإنذار
16-5-2018
positional faithfulness/markedness
2023-10-30
القـوائـم المـاليـة للمـصـرف
2024-05-20

Base Pairs  
  
2372   01:22 صباحاً   date: 10-12-2015
Author : R. E. Dickerson
Book or Source : EMBO J. 8, 1–4
Page and Part :


Read More
Date: 20-4-2021 1604
Date: 28-12-2015 2135
Date: 22-12-2015 2219

Base Pairs

 

DNA exists predominantly as an antiparallel double-stranded helix. The two strands are helically coiled, which maximizes the exposure of the negatively charged sugar–phosphate backbone to water and shields the hydrophobic aromatic bases in the middle from water. Figure 1 shows the WatsonCrick base pairs in which the specificity of base pairing is provided by hydrogen bonds. The complementary arrangements of hydrogen bond donors and acceptors allow the Watson–Crick base pairing of guanine with cytosine (G:C) and adenine with thymine (A:T). The two C1′ atoms within a G:C base pair and an A:T base pair are equidistant (~10.5 Å). It should be noted that other types of base pairs are also known to exist, and they often are involved in unusual DNA structures.

Figure 1. Schematic illustration of the A:T and G:C Watson–Crick base pairs. Hydrogen bonds are shown as dashed line Hydrogen bond donors (gray arrow) and acceptors (white arrow) of the bases are shown. Note that the bases can pair in more than one way. Hydrophobic edges of the base pairs are emphasized by gray shade. The major and minor groove edges of the base pair are shown.

Bases in a DNA double helix are stacked on top of each other. The stacking interaction is stabilized by the electronic p p interaction of the aromatic rings, and it also minimizes the exposure of the bases to the solvent. The base stacking has preferred interactions, depending on the characteristic dipole–dipole interactions between adjacent base pairs. Thus, the stacking patterns vary with the helix type and the particular base–base step. In B DNA, the 5′-purine-p-pyrimidine-3′ (Pu-Py) base-pair step has a good stacking overlap, and is thus more stable, whereas the 5′-pyrimidine-p-purine-3′ (Py-Pu) base-pair step has a poor stacking overlap, and is thus less stable (Figure 2). Such differences in stacking energy have strong implications in the bendability of DNA associated with protein binding. It has been noted that DNA sequences with Py-Pu steps in B-DNA are deformed more easily; therefore steps such as CpG, TpA, or TpG (=CpA) are often associated with kinked DNA structures.

 

Figure 2. Stacking interactions in B-DNA (left) and Z-DNA (right) showing Pu-Py step stacking (top) and Py-Pu step stacking (bottom). The circle shows the position of the helix axis. Note that the Py-Pu steps (including CpG, TpA, and CpA (=TpG)) in B-DNA have very small stacking interactions, causing those steps to be easily deformed.

Through the high resolution X-ray structures of DNA oligonucleotides, it has been found that base pairs within a DNA duplex (or other structures) have significant departures from a strict coplanar geometry. The conformational parameters associated with the DNA base pairs are defined in Figure 3. For a more complete definition, the reader is referred to the Cambridge Convention (1).

Figure 3. Definitions of various base pair conformations. (upper two rows) or two successive base pairs (bottom row.( In the top row the motions of the bases are coordinated, while in the middle row their motions are opposed. The left, center, and right columns describe rotations about the z, y, and x axes, respectively. The standard coordinate frame is defined at the upper left.

 

References

1. R. E. Dickerson et al. (1989) EMBO J. 8, 1–4.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.