Antiparallelisme (biokjemi)

I molekylærbiologi , genetikk og biokjemi, antiparallelism er beskrivelsen for motstående orienteringer av to sub-områder av en biopolymer .

genetikk

Innen genetikk og biokjemi refererer begrepet ofte til orienteringen av en ribonukleinsyre (RNA) eller en deoksyribonukleinsyre (DNA). I et dobbeltstrenget (ds) DNA er de to strengene orientert mot parallell, en i 5 '→ 3' -retningen og den komplementære i 3 '→ 5' -retningen.

Syntesen av nukleinsyrer under den katalytiske virkningen av polymerasene skjer trinnvis ved å tilsette en monomer , det aktiverte nukleotidet , til 3'-enden av den voksende kjeden av oligo- eller polynukleotidet (en polymer ). De frie OH-gruppen ( hydroksylgruppe ) reagerer i 3'-posisjonen av terminalen deoksyribose (i tilfelle av DNA) eller ribose (i tilfelle av RNA) med fosfatresten av den nukleosid trifosfat (dNTP eller NTP) med spalting av pyrofosfat . Dette nukleotidet er bundet av dannet fosfodiesterbinding. Polymerisasjonen, katalysert av DNA- eller RNA-polymeraser , fortsetter i 3 ′ -retningen. Retningen for syntese av en DNA- eller RNA-streng er derfor 5 '→ 3'.

Det er RNA- og DNA-polymeraser som er aktive uavhengig av en mal, slik som poly (A) -polymerase eller deoksyribonukleotidyltransferase . Imidlertid krever overføring og reproduksjon av genetisk informasjon polymeraser hvis enzymatiske aktivitet avhenger av en mal, og som bruker en annen eksisterende nukleinsyrestreng som en mal når man bygger en ny nukleinsyrestreng . En komplementær streng med den korresponderende informasjonsbærende sekvensen til visse nukleotider bygges opp på malstrengen ved baseparing, hvilken streng deretter går anti-parallell. Den 5 '→ 3' syntetiserte strengen er motsatt sin mal 3 '→ 5'.

Polymeraser som er avhengige av maler for tilstedeværende DNA er for eksempel DNA-polymeraser involvert i replikasjon ; de trengs før en kjerne deles for å være i stand til å doble kromosomene DNA (duplisering) og kunne overføre den lagrede genetiske informasjonen til datterceller. RNA-polymeraser involvert i transkripsjon er også DNA-avhengige ; de er nødvendige for å gjøre den genetiske informasjonen til visse DNA-segmenter som for øyeblikket er tilgjengelig for cellen i form av RNA. Genetisk informasjon for proteinbiosyntese er gitt i form av mRNA (messenger RNA); den leses på ribosomer og oversettes under oversettelsen . Leseretningen her er 5 '→ 3'.

Formasjoner av antiparallellorienterte tråder eller strengseksjoner er også mulig med en ribonukleinsyre (RNA). De forekommer også her som et resultat av komplementært sammenkoblede baser. Som et resultat, hårnålstrukturer, for eksempel, kan bli dannet som sekundære strukturer av et enkelt RNA-tråden, ved at deler i strengen er festet til hverandre ved baseparing og danner et område med en dobbeltkjedet formasjon, den såkalte kalt stammeområde ; en enkelstrenget seksjon i mellom danner da en såkalt løkke .

I forhold til nukleinsyrer er antiparallelisme vanligvis resultatet av komplementære baseparringer mellom forskjellige tråder eller forskjellige seksjoner av en individuell streng. Det kan forekomme i både DNA- og RNA-tråder så vel som i to DNA-DNA-tråder, DNA / RNA eller RNA / RNA.

Proteiner

I proteiner blir begrepet brukt for antiparallelle β- arkdomener og refererer til aminosyresekvensen som vanligvis er definert fra aminoterminalen til karboksylterminalen . Dette betyr at ett område av β-arket i motsatt retning er arrangert ved aminokarboksylterminalen, det motsatte er orientert ved karboksylamino-terminalen.

litteratur

  • Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer : Biochemistry. 6 utgave, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2007. ISBN 978-3-8274-1800-5 .
  • Donald Voet, Judith G. Voet: Biokjemi. 3. utgave, John Wiley & Sons, New York 2004. ISBN 0-471-19350-X .
  • Bruce Alberts , Alexander Johnson, Peter Walter, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts: Molecular Biology of the Cell , 5. utgave, Taylor & Francis 2007, ISBN 978-0815341062 .