Kwas dezoksyrybonukleinowy



Informacje, które udało nam się zgromadzić na temat Kwas dezoksyrybonukleinowy, zostały starannie sprawdzone i uporządkowane, aby były jak najbardziej przydatne. Prawdopodobnie trafiłeś tutaj, aby dowiedzieć się więcej na temat Kwas dezoksyrybonukleinowy. W Internecie łatwo zgubić się w gąszczu stron, które mówią o Kwas dezoksyrybonukleinowy, a jednocześnie nie podają tego, co chcemy wiedzieć o Kwas dezoksyrybonukleinowy. Mamy nadzieję, że dasz nam znać w komentarzach, czy podoba Ci się to, co przeczytałeś o Kwas dezoksyrybonukleinowy poniżej. Jeśli informacje o Kwas dezoksyrybonukleinowy, które podajemy, nie są tym, czego szukałeś, daj nam znać, abyśmy mogli codziennie ulepszać tę stronę.

.

Jądrowego DNA z komórki z eukariota znajduje się chromosomów wewnątrz jądra .
Parowanie z adeniny ( A ), z tyminą ( T , u góry) i guaniną ( G ) z cytozyna ( C , na dole). Że wiązania wodorowe są pokazane jako niebieskie kropek.
Struktura chemiczna DNA ilustrującym cztery konfiguracje tych par T i G C między dwiema ramami podwójnej helisy, składający się z naprzemiennie fosforanu i dezoksyrybozy .

Kwas dezoksyrybonukleinowy lub DNA , jest makrocząsteczką obecny biologiczna w prawie wszystkich komórkach w wielu wirusów . DNA zawiera całą informację genetyczną, zwaną genomem , umożliwiającą rozwój, funkcjonowanie i reprodukcję żywych istot . Jest to kwas nukleinowy , podobny do kwasu rybonukleinowego (RNA). Kwasy nukleinowe są, obok peptydów i węglowodanów , jedną z trzech głównych rodzin biopolimerów niezbędnych dla wszystkich znanych form życia.

Cząsteczki DNA w żywych komórkach składają się z dwóch przeciwrównoległych pasm owiniętych wokół siebie, tworząc podwójną helisę . Mówi się, że DNA jest dwuniciowe lub dwuniciowe. Każda z tych nici to polimer zwany polinukleotydem . Każdy monomer, który go tworzy, jest nukleotydem , który jest utworzony z zasady nukleinowej lub zasady azotowej - adeniny (A), cytozyny (C), guaniny (G) lub tyminy (T) - połączonej z osą - tutaj dezoksyryboza - sama jest związana z grupą fosforanową . Polimeryzowane nukleotydy są połączone ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi między dezoksyrybozą jednego nukleotydu a grupą fosforanową następnego nukleotydu, tworząc w ten sposób łańcuch, w którym osy i fosforany występują naprzemiennie, z zasadami nukleinowymi połączonymi z każdą z ose. Kolejność, w jakiej nukleotydy następują po sobie na nici DNA, stanowi sekwencję tej nici. To ta sekwencja przenosi informację genetyczną. Jest to zorganizowane w geny , które są wyrażane poprzez transkrypcję do RNA . Te RNA mogą być niekodujące - w szczególności przenoszą RNA i rybosomalny RNA - lub też mogą kodować: w tym przypadku są to informacyjne RNA , które są przekształcane na białka przez rybosomy . Sukcesja zasad nukleinowych na DNA determinuje sukcesję aminokwasów, które tworzą białka powstałe z tych genów. Korespondencja między zasadami nukleinowymi a aminokwasami to kod genetyczny . Wszystkie geny organizmu stanowią jego genom .

Zasady kwasu nukleinowego jednej nici DNA mogą oddziaływać z zasadami nukleinowymi innej nici DNA poprzez wiązania wodorowe , które determinują zasady parowania par zasad  : adeniny i tyminy za pomocą dwóch wiązań wodorowych, a guaniny i para cytozyn za pomocą trzech wiązań wodorowych. Zwykle adenina i cytozyna nie łączą się w pary, podobnie jak guanina i tymina. Kiedy sekwencje dwóch nici są komplementarne, mogą one łączyć się w pary, tworząc charakterystyczną dwuniciową helikalną strukturę zwaną podwójną helisą DNA. Ta podwójna helisa dobrze nadaje się do przechowywania informacji genetycznej: łańcuch fosforanowo-kostny jest odporny na reakcje rozszczepienia  ; ponadto informacja jest powielana na dwóch niciach podwójnej helisy, co umożliwia naprawę uszkodzonej nici z drugiej nici, która pozostała nienaruszona; wreszcie ta informacja może być skopiowana poprzez mechanizm zwany replikacją DNA, w którym podwójna helisa DNA jest wiernie kopiowana do innej podwójnej helisy niosącej te same informacje. Dzieje się tak zwłaszcza podczas podziału komórki  : każda cząsteczka DNA komórki macierzystej jest replikowana na dwie cząsteczki DNA, przy czym każda z dwóch komórek potomnych otrzymuje w ten sposób kompletny zestaw cząsteczek DNA. Każda gra jest identyczna.

W komórkach DNA jest zorganizowane w struktury zwane chromosomami . Chromosomy te działają na rzecz bardziej zwartego DNA za pomocą białek , zwłaszcza histonów , które razem z kwasami nukleinowymi tworzą substancję zwaną chromatyną . Chromosomy uczestniczą również w regulacji ekspresji genów , określając, które części DNA powinny zostać transkrybowane do RNA . U eukariotów ( zwierząt , roślin , grzybów i protistów ) DNA jest zasadniczo zawarty w jądrze komórkowym, a frakcja DNA jest również obecna w mitochondriach, a także w roślinach w chloroplastach . U prokariota ( bakterie i archeony ) DNA jest zawarte w cytoplazmie . W wirusach zawierających DNA jest on przechowywany w kapsydie . Jakikolwiek organizm jest brany pod uwagę, DNA jest przenoszone podczas rozmnażania  : odgrywa rolę wsparcia dla dziedziczności . Modyfikacja sekwencji zasad genu może prowadzić do mutacji genetycznej , która w zależności od przypadku może być korzystna, bez konsekwencji lub szkodliwa dla organizmu, a nawet nie dająca się pogodzić z jego przetrwaniem. Przykładowo, zmiany pojedynczej zasady jednego genu - w przypadku beta-globiny , a podjednostki białka z hemoglobiny - w tym człowieka genotyp jest odpowiedzialny za anemią sierpowatą , A choroba genetyczna między najbardziej rozpowszechnione w świecie.

Właściwości ogólne

(pl) Geometria podwójnej helisy DNA B, pokazująca mniejszy i większy rowek, a także szczegóły dwóch typów par zasad  : tymina - adenina na górze i cytozyna - guanina na dole.

DNA to długi polimer utworzony przez powtarzające się monomery zwane nukleotydami . Pierwsze DNA zidentyfikowano i wyizolowano w roku 1869 z jądra z białych krwinek przez szwajcarską Friedrich Miescher . Struktura podwójnej helisy została zademonstrowana w 1953 roku przez Brytyjczyka Francisa Cricka i Amerykanina Jamesa Watsona na podstawie danych eksperymentalnych uzyskanych przez Brytyjkę Rosalind Franklin i Maurice Wilkins . Struktura ta, wspólny dla wszystkich gatunków , składa się z dwóch linii śrubowej polinukleotydowe łańcuchy owinięte wokół siebie wokół wspólnej osi, przy czym skoku około 3,4  nm do średnicy około 2, 0  nm . W innym badaniu mierzącym parametry geometryczne DNA w roztworze uzyskano średnicę od 2,2 do 2,6  nm przy długości na nukleotyd wynoszącej 0,33  nm . Chociaż każdy nukleotyd jest bardzo mały, cząsteczki DNA mogą zawierać ich miliony i rosnąć do znacznych rozmiarów. Na przykład ludzki chromosom 1 , który jest największym z ludzkich chromosomów , zawiera około 220 milionów par zasad o długości liniowej ponad 7  cm .

W żywych komórkach DNA na ogół nie występuje w postaci jednoniciowej ( jednoniciowej ), ale raczej w postaci dwuniciowej (dwuniciowej) z konfiguracją podwójnej helisy. Te monomery stanowiące co nici DNA obejmują segment dezoksyrybozy - fosforan łańcucha i nukleinowego, bazę połączoną z dezoksyrybozy. Cząsteczka wynikające z wiązania nukleinowego podstawy An ose zwanym nukleozydu  ; dodanie jednej do trzech grup fosforanowych do dawki nukleozydu tworzy nukleotyd . Polimer otrzymany z polimeryzacji nukleotydów nazywa się polinukleotyd . DNA i RNA to polinukleotydy.

Ose stanowiące szkielet cząsteczki jest 2'-deoksyryboza , pochodna rybozy . Ten pentoza na przemian z grupami fosforanowymi, z wytworzeniem wiązań fosfodiestrowych między atomami n ö  3 „i n O  5” reszty sąsiadującej dezoksyrybozy. Z powodu tego asymetrycznego wiązania nici DNA mają sens. W podwójnej helisie dwie nici DNA są w przeciwnych kierunkach: mówi się, że są antyrównoległe . Kierunku 5 „do 3” na nici DNA, zwykle oznacza, że koniec niosący fosforanową grupę -PO 3 2-pod koniec niosący grupę hydroksylową –OH; w tym sensie DNA jest syntetyzowane przez polimerazy DNA . Jedna z głównych różnic pomiędzy DNA i RNA jest to, że śmie szkieletu cząsteczki jest rybozy w przypadku RNA, a nie z DNA dezoksyrybozy, która odgrywa na stabilność i geometrii tej makrocząsteczki .

DNA podwójnej helisy stabilizuje się zasadniczo dwie siły: te wiązania wodorowe pomiędzy nukleotydami , z jednej strony, oraz układania interakcje z aromatycznymi pierścieniami tych nukleinowych podstaw drugiej strony. W wodnym środowisku w komórce , na sprzężonych wiązań gatunku tych zasad wyrównać prostopadle do osi cząsteczki DNA, w celu zmniejszenia ich oddziaływanie z warstwą solwatacji , a w związku z tym, ich wolnej entalpii . Cztery nukleotydy składowe DNA to adenina (A), cytozyna (C), guanina (G) i tymina (T), tworzące odpowiednio następujące cztery nukleotydy , składające się na DNA:

Klasyfikacja i parowanie zasad nukleinowych

Cztery zasady nukleinowe DNA są dwojakiego rodzaju: z jednej strony puryny - adenina i guanina - które są związkami bicyklicznymi składającymi się z dwóch heterocykli odpowiednio z pięcioma i sześcioma atomami, z drugiej strony pirymidyny - cytozyna i tymina - które są monocykliczne. związki zawierające heterocykl z sześcioma atomami. W par zasad podwójnej helisy DNA, są wykonane z puryny interakcja z pirymidyną, przez dwa lub trzy wiązania wodorowe  :

Z powodu tej komplementarności cała informacja genetyczna przenoszona przez jedną z nici podwójnej helisy DNA jest również przenoszona identycznie na drugiej nici. Na tej zasadzie opiera się mechanizm replikacji DNA i na tej komplementarności między zasadami nukleinowymi opierają się wszystkie funkcje biologiczne DNA w żywych komórkach.

DNA niektórych wirusów , takich jak bakteriofagi PBS1 i PBS2 z Bacillus subtilis , bakteriofag φR1-37 z Yersinia i fag S6 z Staphylococcus , może zastąpić tyminę uracylem , pirymidyną zwykle charakterystyczną dla RNA, ale zwykle nieobecną w DNA, gdzie występuje tylko jako produkt degradacji cytozyny.

Niekanoniczne pary między zasadami nukleinowymi

W nukleinowe kolego częściej tworzące par zasad nazywanych „Watsona-Cricka” odnoszący się do dwóch lub trzech wiązań wodorowych utworzonych pomiędzy dwiema podstawami ukierunkowane przeciw do pozostałości z dezoksyrybozy . Jednakże, wiązania wodorowe mogą być ustanowione między syn zorientowane puryny i anty zorientowane pirymidyny : w tym przypadku, jest to parowanie Hoogsteena . Ponadto pary zasad Watsona-Cricka, jak jest zdolny do utworzenia wiązania wodorowe typu Hoogsteena z trzecim podstawie, co pozwala na tworzenie się trzy- linka struktury DNA.

Rozważny, antysensowny i bezsensowny

( fr ) sensowne i antysensowne nici DNA; transkrypcji RNA są w kolorze zielonym.

Tylko jedna z nici segmentu DNA stanowiącego gen jest przepisywana na funkcjonalne RNA , tak że dwie nici genu nie są równoważne: mówi się, że ta, która jest transkrybowana na funkcjonalne RNA, ma ujemną polarność i zawiera sekwencję antysensowną, podczas gdy nić komplementarna - która również może być transkrybowana do RNA, ale nie jest funkcjonalna - ma dodatnią biegunowość i zawiera sensowną sekwencję DNA. Nić transkrybowana do funkcjonalnego RNA jest czasami nazywana nicią kodującą, ale to oznaczenie jest ważne tylko w ramach danego genu, ponieważ dwie nici tej samej podwójnej helisy DNA mogą kodować różne białka; wtedy mówimy o pasmach ambisense. RNA są również transkrybowane z sensownych sekwencji DNA - stąd antysensowne sekwencje RNA - zarówno u prokariontów, jak i eukariontów , ale ich biologiczna rola nie jest w pełni wyjaśniona; jedna z hipotez jest taka, że ​​te antysensowne RNA mogą wpływać na regulację ekspresji genów poprzez parowanie sensownych i antysensownych sekwencji RNA, które z definicji są komplementarne.

Rozróżnienie między sensownymi i antysensownymi niciami DNA jest niewyraźne w pewnych typach nakładających się genów , dość rzadkich u prokariotów i eukariontów, ale częściej na plazmidach i wirusach , w których obie nici tego samego segmentu DNA kodują różne funkcjonalne RNA. U bakterii to nakładanie się może odgrywać rolę w regulacji transkrypcji genów, podczas gdy w wirusach nakładające się geny zwiększają ilość informacji genetycznej, którą można zakodować w niewielkim rozmiarze genomu wirusa.

Supertours i supercoiling

Uwolniony DNA może być liniowy, jak to zwykle ma miejsce u eukariontów , lub kolisty, jak u prokariontów . Może jednak ulec skręceniu w niekiedy skomplikowany sposób pod wpływem wprowadzenia dodatkowych obrotów śmigła lub usunięcia zwojów w podwójnej helisie . Podwójna helisa DNA zwinięta w ten sposób pod wpływem dodatnich lub ujemnych superturów ma skok odpowiednio skrócony lub wydłużony w stosunku do stanu rozluźnienia: w pierwszym przypadku zasady nukleinowe są ułożone w bardziej zwarty sposób; w drugim przypadku, wręcz przeciwnie, oddziałują mniej ściśle. In vivo DNA zazwyczaj wykazuje nieznacznie ujemny supercoiling pod wpływem enzymów zwanych topoizomerazy DNA , które również są niezbędne do uwolnienia naprężeń wprowadzonych do DNA w procesach, które obejmują podwójne helisy jest odwijana, aby oddzielić od niego. Dwa pasma , co jest szczególnie przypadek podczas replikacji DNA i podczas jego transkrypcji do RNA .

Właściwości fizykochemiczne podwójnej helisy

Ponieważ wiązania wodorowe nie są wiązaniami kowalencyjnymi , można je dość łatwo zerwać. W ten sposób możliwe jest rozdzielenie dwóch nici podwójnej helisy DNA jak zamek błyskawiczny zarówno mechanicznie, jak i pod wpływem wysokiej temperatury, a także przy niskim zasoleniu , przy wysokim pH - roztwór zasadowy - i przy niskim pH - roztwór kwaśny , który jednakże zmienia DNA, w szczególności przez depurynację. To rozdzielenie nici dwuniciowego DNA w celu utworzenia dwóch jednoniciowych cząsteczek DNA nazywa się fuzją lub denaturacją DNA . Temperaturę, w której 50% dwuniciowego DNA dysocjuje na dwa jednoniciowe cząsteczki DNA nazywa się temperaturą topnienia lub temperatury pół denaturacji DNA oznaczoną T m . Można go zmierzyć śledząc absorpcję optyczną przy 260  nm roztworu zawierającego DNA: ta absorpcja wzrasta podczas niedopasowania, co nazywa się hiperchromicznością . Uwolnione jednoniciowe cząsteczki DNA nie mają określonej konfiguracji, ale niektóre trójwymiarowe struktury są bardziej stabilne niż inne.

Stabilność podwójnej helisy DNA zależy zasadniczo od liczby wiązań wodorowych, które mają zostać przerwane, aby rozdzielić dwie nici. Dlatego im dłuższa podwójna helisa, tym jest stabilniejsza. Jednakże, ponieważ G C parami są połączone przez trzy wiązań wodorowych, a nie z dwóch dla T par stabilność podwójnych - linka cząsteczek DNA z taką samą długość wzrasta z liczbą G C pary , które zawierają, mierzona ich stopy. przez GC . Efekt ten jest wzmocniony faktem, że wzajemne oddziaływania między zasadami nukleinowymi tej samej nici DNA są silniejsze między resztami guaniny i cytozyny, tak że sekwencja DNA wpływa również na jej stabilność. Dlatego temperatura topnienia DNA zależy od długości cząsteczek, ich poziomu GC, ich sekwencji, stężenia w rozpuszczalniku i siły jonowej w nim. W biologii molekularnej , to obserwuje się, że segmenty dwuniciowego DNA, których funkcja oznacza, że dwie nici z podwójną śrubą może łatwo oddzielić mają wysoką szybkość T par  : jest to w przypadku sekwencji TATAAT typowe Pribnow pudełko niektórych promotorów .

Geometria podwójnej helisy

Trójwymiarowy widok cząsteczki DNA B przedstawiający większe i mniejsze rowki.

Dwie nici DNA tworzą podwójną helisę, której szkielet tworzy dwa rowki. Te rowki sąsiadują z parami zasad i prawdopodobnie zapewniają miejsce wiązania dla różnych cząsteczek. Ponieważ nici DNA nie są rozmieszczone symetrycznie względem osi podwójnej helisy, definiują dwie bruzdy o nierównej wielkości: większy rowek ma szerokość 2,2  nm, a mniejszy - 1,2  nm . Krawędzie zasad nukleinowych są bardziej dostępne w większym rowku niż w mniejszym rowku. Zatem białka , takie jak czynniki transkrypcyjne , które wiążą się z określonymi sekwencjami w dwuniciowym DNA, zwykle robią to na głównym poziomie rowków.

Istnieje wiele możliwych konformerów podwójnej helisy DNA. Klasyczne formy nazywane są DNA A , DNA B i DNA Z , z których tylko dwie ostatnie obserwowano bezpośrednio in vivo . Konformacja przyjęta przez dwuniciowy DNA zależy od stopnia jego uwodnienia , jego sekwencji , szybkości superskręcenia , chemicznych modyfikacji zasad, które go tworzą, charakteru i stężenia jonów metali w roztworze , a nawet obecności poliaminy .

  • DNA B jest najczęstszą postacią podwójnej linii śrubowej, w warunkach fizjologicznych w żywych komórkach. Nie jest to jednak konformacja określona przez ścisłe parametry geometryczne, ale raczej zestaw pokrewnych konformacji występujących przy wysokich poziomach nawodnienia obserwowanych w żywych komórkach. Ich badanie za pomocą krystalografii rentgenowskiej ujawnia wzorce dyfrakcji i dyfuzji charakterystyczne dla wysoce nieuporządkowanych molekularnych parakrystali . Postać B jest tuż śrubowej par zasad prostopadłym do osi linii śrubowej, przechodzącej przez środek dopasowywania tego ostatniego. Jeden zwoj helisy ma długość około 3,4  nm i zawiera średnio 10,4 do 10,5 par zasad, czyli około 21  nukleotydów , przy średnicy rzędu 2,0  nm . Te zasady są ustawione w położeniu na przeciw pozostałości z deoksyrybozy , które posiadają pofałdowanie endocykliczny C2'- endo w cyklu furanozy . Dwa rowki tej konfiguracji mają typową szerokość 2,2  nm dla dużego i 1,2  nm dla małego.
  • DNA obserwowano w próbkach DNA słabiej uwodnione przy większej sile jonowej w obecności etanolu , a także w hybrydowym dwuniciowego DNA i RNA . Jest to prosta podwójna helisa, której oś nie przechodzi już przez pary zasad . Ta podwójna helisa jest szersza i ma średnicę rzędu 2,3  nm, ale skok wynosi tylko 2,8  nm dla 11 par zasad na obrót helisy. Do podstawy same pozostają zorientowane w położenie na przeciw w pozostałości z dezoksyrybozy , ale mają składany endocykliczny C3'- endo .
  • DNA Z jest bardziej ograniczone niż w postaci A i B, a korzystniej DNA obserwowano w regionach bogatych w pary guaniny - cytozynę w transkrypcji DNA do RNA . Jest to lewa podwójna helisa, której oś odchyla się znacznie od par podstawowych. Ta podwójna helisa jest węższa, ma średnicę około 1,8  nm i skok około 4,5  nm dla 12 par zasad na obrót helisy. W pirymidyny są ustawione w położeniu na przeciw pozostałości z dezoksyrybozy , którego cykl furanozy jest w ich obecności marszcząc C2'- endo , a puryny są zorientowane w pozycji syn dezoksyrybozy reszt mających w obecności marszczenie endocykliczny C2'- egzo . Forma Z DNA jest w szczególności wywoływana in vivo przez enzym zwany ADAR1 .
Parametry strukturalne wskazujące na trzy główne formy dwuniciowego DNA
Oprawa DNA A. DNA B. Z DNA
Kierunek śmigła dobrze dobrze lewo
Powtarzający się wzór 1 pz 1 pz 2 pz
Obrót o parę podstaw 32,7 ° 34,3 ° 60 ° / 2
Para podstaw na obrót śmigła 11 10.5 12
Skok śmigła na obrót 2,82  nm 3,32  nm 4,56  nm
Wydłużenie osi o parę podstaw 0,24  nm 0,32  nm 0,38  nm
Średnica 2,3  nm 2,0  nm 1,8  nm
Nachylenie podstawowych par względem osi śmigła + 19 ° -1,2 ° -9 °
Średni skręt ( skręt śmigła ) + 18 ° + 16 ° 0 °
Orientację podstawników tych zasad
w osidic pozostałości
anty anty Pirymidyna  : przeciw,
Puryna  : syn
Składanie / endocykliczne skręcanie furanozy
( marszczenie cukru )
C3'- endo C2'- endo Cytozyna  : C2'- endo ,
guanina  : C2'- egzo

Specjalne geometrie i niezwykłe konfiguracje

  • H-DNA lub Triplex DNA - Ta forma trójniciowego (trójniciowego ) DNA może odgrywać rolę w funkcjonalnej regulacji ekspresji genów poprzez modulowanie ich transkrypcji do RNA .
  • Rozgałęzione DNA - DNA zwęża się na jednym końcu podwójnej helisy, gdy sekwencje jego dwóch nici przestają być do niego komplementarne: dwie nici rozsuwają się, a cząsteczka przyjmuje konfigurację w Y. DNA może wtedy rozgałęziać się, jeśli trzecia sekwencja zdolna do parowania z dwoma wolnymi końcami dwóch zwężających się pasm. W pełni dwuniciową Y struktura jest następnie formowany . Można sobie wyobrazić bardziej złożone konsekwencje z wieloma gałęziami.

Zmiany chemiczne

Modyfikacje zasad nukleinowych

Ekspresja genów DNA zależy od DNA jest pakowane w chromosomach w strukturze zwanej chromatyny . Pewne zasady mogą zostać zmienione w czasie formowania chromatyny, że cytozyny pozostałości z tych obszarów, które są mało lub nie genetycznej ma zwykle wysoce metylowane , a to głównie w CpG stron . W histony , wokół których jest owinięte DNA chromatins może być również kowalencyjnie zmodyfikowane . Sama chromatyna może zostać zmieniona przez kompleksy przebudowujące chromatynę. Ponadto metylacja DNA i kowalencyjna modyfikacja histonów są skoordynowane, aby wpływać na chromatynę i ekspresję genów .

Tak więc, metylacja reszt cytozyny produkuje 5-metylocytozyna , która odgrywa ważną rolę w inaktywacji chromosomu X w . Tempo metylacji jest różne w różnych organizmach, nicień Caenorhabditis elegans jest jej całkowicie pozbawiony, podczas gdy kręgowce mają około 1% DNA zawierającego 5-metylocytozynę .

Hydrolityczna reakcja deaminacji cytozyny lub 5-metylocytozyny zachodzi, gdy cząsteczka wody zastępuje egzocykliczną aminę, dając odpowiednio uracyl lub tyminę.

Pirymidyny mają bardzo podobną strukturę molekularną. Zatem cytozyna i 5-metylocytozyna mogą być deaminowane z wytworzeniem odpowiednio uracylu (który nie jest zasadą będącą częścią kodu DNA) i tyminy . Dlatego reakcja deaminacji może sprzyjać mutacjom genetycznym .

Istnieją również inne zmodyfikowane zasady w DNA, wynikające np. Z metylacji reszt adeniny u bakterii, ale także u nicieni ( Caenorhabditis elegans ), zielonych alg ( Chlamydomonas ) i muszek owocówek . 5-hydroksymetylocytozyna jest pochodną cytozyny szczególnie obficie w mózgu od ssaków . Organizmy takie jak wiciowce Diplonema i Euglena oraz rodzaj Kinetoplastida zawierają ponadto glikozylowaną pirymidynę pochodzącą z uracylu i nazywaną zasadą J  ; ta zmodyfikowana zasada działa jako sygnał terminacji transkrypcji dla polimerazy RNA II . Wiele białek , które specyficznie wiążą się z podstawy J zostały zidentyfikowane.

Uszkodzenia podwójnej helisy

DNA może zostać uszkodzone przez dużą liczbę mutagenów, które zmieniają jego sekwencję . Mutageny te zawierają środki utleniające , w alkilującego , tym promieniowanie elektromagnetyczne o energii, na przykład w ultrafiolecie i rentgenowskim i gamma , jak i cząstek elementarnych na promieniowanie jonizujące , takie jak wynikające z radioaktywności nawet promieni kosmicznych . Rodzaj powstałych uszkodzeń zależy od rodzaju mutagenu. Zatem promienie ultrafioletowe są zdolne do uszkadzania DNA przez wytwarzanie dimerów pirymidynowych poprzez tworzenie wiązań między sąsiednimi zasadami tej samej nici DNA. Utleniacze, takie jak wolne rodniki lub nadtlenek wodoru, powodują kilka rodzajów uszkodzeń, takich jak zmiany zasad, w tym guanozyna , i pęknięcia w strukturze dwuniciowej . Typowa ludzka komórka zawiera około 150 000 zasad uszkodzonych przez utleniacz. Spośród tych uszkodzeń spowodowanych utleniaczami najgroźniejsze są pęknięcia dwuniciowe, ponieważ są najtrudniejsze do naprawy i mogą powodować mutacje punktowe , insercje i delecje w obrębie sekwencji DNA, a także translokacje chromosomów . Te mutacje mogą powodować raka . Naturalne zmiany DNA, które wynikają np. Z procesów komórkowych wytwarzających reaktywne pochodne tlenu , są dość częste. Chociaż naprawy DNA mechanizmów rozwiązać większość z tych zmian, niektóre z nich nie są naprawiane i gromadzą się w czasie w postmitotic tkanek od ssaków . Nagromadzenie takich nienaprawionych zmian chorobowych wydaje się być ważną przyczyną starzenia się .

Wiele mutagenów mieści się w przestrzeni między dwiema sąsiednimi parami zasad w sposób zwany interkalacją . Większość interkalacji jest wykonywana przez związki aromatyczne i płaskie cząsteczki , takie jak bromek etydyny , akrydyny , daunorubicyna lub doksorubicyna . Podstawy muszą się rozsunąć, aby umożliwić wprowadzenie związku interkalacyjnego, który powoduje zniekształcenie podwójnej helisy przez częściowe rozwinięcie. To blokuje zarówno transkrypcję, jak i replikację DNA , powodując cytotoksyczność i mutacje . W związku z tym związki interkalujące mogą być rakotwórcze i, w przypadku talidomidu , teratogenne . Inne związki, takie jak epoksybenzo [ a ] piren diol i aflatoksyna, tworzą addukty z DNA, które powodują błędy w replikacji. Jednak ze względu na ich zdolność do blokowania transkrypcji i replikacji DNA, inne podobne toksyny są również stosowane w chemioterapii przeciwko szybko proliferującym komórkom .

Funkcje biologiczne

DNA znajduje się głównie w chromosomach , które są generalnie liniowe u eukariontów i koliste u prokariotów . W tym drugim przypadku można go również znaleźć poza chromosomami, w obrębie plazmidów . Całe DNA komórki tworzy jej genom . Genom ludzki reprezentuje około trzech miliardów par zasad rozmieszczonych w 46 chromosomach. Informacje zawarte w genomie są przenoszone przez segmenty DNA tworzące geny . Informacja genetyczna jest przekazywana przez specyficzne zasady dopasowania zwane parowaniem Watsona-Cricka: jedyne dwie pary normalnie dozwolonych zasad to adenina z tyminą i guanina z cytozyną . Te zasady parowania leżą u podstaw różnych procesów zachodzących w biologicznych funkcjach DNA:

  • Podwójną helisę DNA można replikować w inną podwójną helisę przez połączenie, z każdą zasadą każdej z nici, nukleotydu niosącego komplementarną zasadę zgodnie z regułami parowania Watsona-Cricka: dwie cząsteczki identycznego dwuniciowego DNA tam, gdzie początkowo tylko jeden, zapewniający zachowanie informacji podczas kolejnych cykli życiowych komórek, czyniąc DNA wektorem dziedziczności .
  • Wreszcie, informacja przenoszona przez DNA może być transkrybowany w RNA z reguły Watsona-Cricka, parowania, które w każdej bazie DNA, odpowiada jedną i tylko jedną zasadę RNA; sam ten RNA jest z kolei zdolny do translacji na białka poprzez kod genetyczny , zgodnie z mechanizmem dekodowania, przeprowadzanym przez transferowe RNA , który opiera się na tej samej zasadzie parowania zasad nukleinowych.

Replikacja

Kiedy komórka jest podzielona , musi replikować DNA niosące jej genom, tak aby obie komórki potomne odziedziczyły tę samą informację genetyczną, co komórka rodzicielska. Podwójna helisa DNA zapewnia prosty mechanizm replikacji: dwie nici są rozwijane w celu rozdzielenia, a każda z dwóch nici służy jako szablon do odtworzenia nici z komplementarną sekwencją poprzez parowanie między zasadami nukleinowymi , co umożliwia odtworzenie dwóch identycznych dwuniciowe helisy DNA . Proces ten jest katalizowany przez zestaw enzymów, wśród których są polimerazy DNA, które uzupełniają rozwinięte nici DNA, aby zrekonstruować dwie komplementarne nici. Ponieważ te polimerazy DNA mogą polimeryzować DNA tylko w kierunku od 5 'do 3' , różne mechanizmy interweniują w celu skopiowania antyrównoległych nici podwójnej helisy:

Układ enzymatyczny z procesu replikacji DNA . Podwójna helisa jest rozwijana przez helikazę i topoizomerazę DNA . Następnie polimeraza DNA - w tym przypadku Pol δ u eukariotów - wytwarza nić zaawansowaną lub nić bezpośrednią, podczas gdy inna polimeraza DNA - Pol α - wytwarza segmenty wzdłuż nici opóźniającej lub nici pośredniej, zwane fragmentami Okazaki , które są następnie zszyty ligazą DNA .
Na tym diagramie Pol α powinien być raczej przedstawiony po prawej stronie ligazy DNA, na lewym końcu ostatniego fragmentu Okazaki utworzonego na nici pośredniej.

Geny i genom

RNA polimerazy (niebieski) połączoną funkcjonalnie z DNA (pomarańczowy), na promotora do zapoczątkowania polimeryzacji z RNA ( PDB  1MSW ).

DNA w genomie jest zorganizowane i zagęszczone w procesie zwanym kondensacją DNA, dzięki czemu może zmieścić się w ciasnej przestrzeni komórki . U eukariotów DNA jest zlokalizowane głównie w jądrze komórkowym , niewielka część także w mitochondriach oraz w roślinach w chloroplastach . U prokariotów DNA znajduje się w nieregularnej strukturze cytoplazmy zwanej nukleoidem . Informacja genetyczna genomu jest zorganizowana w genach , a cały zestaw tych informacji nazywany jest genotypem . Gen to ułamek DNA, który wpływa na określone cechy organizmu i dlatego jest częścią dziedziczności . Zawiera otwartą ramkę odczytu, którą można transkrybować do RNA , a także sekwencje regulujące ekspresję genów, takie jak promotory i wzmacniacze, które kontrolują transkrypcję.

U większości gatunków tylko niewielka część genomu koduje białka . Zatem około 1,5% ludzkiego genomu składa się z eksonów kodujących białka, podczas gdy ponad 50% ludzkiego DNA składa się z powtarzających się niekodujących sekwencji ; reszta DNA koduje różne typy RNA, takie jak transferowe RNA i rybosomalne RNA . Obecność takiej ilości niekodującego DNA do genomu w komórkach eukariotycznych, jak również duża zmienność w wielkości genomu różnych organizmów - wielkości, które nie ma związku z złożoności odpowiednich organizmów - jest to kwestia znane od początki biologii molekularnej i często nazywany paradoksem wartości C , ta „  wartość C  ” oznacza w organizmach diploidalnych wielkość genomu, a wielokrotność tej wielkości w poliploidach . Jednakże, niektóre sekwencje DNA, które kodują białka może kodować cząsteczki z RNA udział w regulacji funkcjonalnej ekspresji genów .

Niektóre niekodujące sekwencje DNA odgrywają strukturalną rolę w chromosomach . W telomery i centromery zazwyczaj zawierają kilka genów, lecz w znacznym stopniu przyczyniają się do funkcji biologicznych i stabilności mechanicznej chromosomów. Znaczna część niekodującego DNA składa się z pseudogenów , które są kopiami genów unieczynnionych w wyniku mutacji . Sekwencje te są zwykle jedynie skamieniałościami molekularnymi, ale czasami mogą służyć jako surowiec genetyczny do tworzenia nowych genów w procesie duplikacji genetycznej i dywergencji ewolucyjnej.

Ekspresja informacji genetycznej

Ekspresja genu jest przekształcenie genotyp organizmu fenotypu , to znaczy, zestaw cech tej organizacji. Na proces ten wpływają różne bodźce zewnętrzne i składa się z trzech głównych etapów:

Należy zauważyć, że to samo DNA może na dwóch etapach rozwoju organizmu ulegać ekspresji (z powodu różnych represorów i derepresantów) na bardzo różne sposoby, przy czym najbardziej znanym przykładem jest gąsienica i motyl, bardzo odległe morfologicznie.

Transkrypcja

Gen informacja kodowana przez sekwencję o nukleotydów z genu DNA może być kopiowany do kwasów nukleinowych różni się od znanego DNA i RNA . Ten RNA jest strukturalnie bardzo podobny do pojedynczego - linka cząsteczki DNA, ale różni się od niego w naturze ose jego nukleotydów - RNA zawiera ryboza , gdy DNA zawiera deoksyrybozy - jak również przez jeden z jego . Nukleotydów zasad nukleinowych - w tyminy w DNA jest zastąpione uracylem .

Transkrypcja DNA na RNA jest złożonym procesem, którego wyjaśnienie to znaczny postęp w biologii molekularnej w drugiej połowie XX XX  wieku. Jest ściśle regulowany, w szczególności przez białka zwane czynnikami transkrypcyjnymi, które w odpowiedzi na przykład na hormony umożliwiają transkrypcję docelowych genów: tak jest na przykład w przypadku hormonów płciowych, takich jak estrogen , progesteron i testosteron .

Tłumaczenie

RNA otrzymany z transkrypcji DNA mogą być niekodujące lub kodujące. W pierwszym przypadku ma własną fizjologiczną funkcję w komórce  ; w drugim przypadku jest to informacyjny RNA , który służy do transportu informacji genetycznej zawartej w DNA do rybosomów , które organizują dekodowanie tej informacji za pomocą transferowego RNA . Te transferowe RNA są połączone z jednym aminokwasem spośród 22 białkoogennych aminokwasów i każdy ma grupę trzech kolejnych zasad nukleinowych zwanych antykodonem . Trzy zasady tych antykodonów mogą łączyć się z trzema kolejnymi zasadami informacyjnego RNA, przy czym ta trójka zasad tworzy kodon komplementarny do antykodonu transferowego RNA. Komplementarność kodonu informacyjnego RNA i antykodonu transferowego RNA opiera się na zasadach parowania typu Watsona-Cricka, które rządzą drugorzędową strukturą dwuniciowego DNA .

Kod genetyczny

Korespondencja między 64 możliwymi kodonami a 22 białkowymi aminokwasami nazywana jest kodem genetycznym . Ten kod jest materializowany przez różne transferowe RNA, które fizycznie łączą dany aminokwas z różnymi antykodonami na podstawie różnych transferowych RNA, które mogą wiązać się z tym samym aminokwasem. W ten sposób dana sekwencja zasad nukleinowych w genie DNA może zostać przekształcona w precyzyjną sekwencję aminokwasów tworzących białko w cytoplazmie komórki.

Jest więcej kodonów niż aminokwasów do zakodowania. Dlatego mówi się, że kod genetyczny jest zdegenerowany. Oprócz aminokwasów proteinogennych koduje również koniec translacji przy użyciu trzech konkretnych kodonów zwanych kodonami STOP  : TAA, TGA i TAG w DNA.

Interakcje z białkami i enzymami

Wszystkie biologiczne funkcje DNA zależą od interakcji z białkami . Mogą to być interakcje niespecyficzne lub interakcje z białkami, które specyficznie wiążą się z określoną sekwencją DNA. Spośród enzymów mogą również wiązać się z DNA, a spośród nich, polimerazy , które zapewniają replikację DNA i jego transkrypcji do RNA, odgrywa szczególnie ważną rolę.

Białko

Element nukleosomu pokazujący interakcję DNA (kolor pomarańczowy) z histonami (kolor niebieski). Te aminokwasy histonów utworzenia wiązań jonowych z grup fosforanowych, kwasy DNA ( PDB  1EQZ ).
Λ represor połączony z docelowym DNA ( PDB  1LMB ).

Białka niespecyficzne dla sekwencji DNA

Białka strukturalne, które wiążą się z DNA, stanowią dobrze poznane przykłady niespecyficznych interakcji między białkami a DNA. Jest to utrzymywane w chromosomach poprzez tworzenie kompleksów z białkami strukturalnymi, które kondensują DNA w zwartą strukturę zwaną chromatyną . U eukariontów ta struktura obejmuje małe podstawowe białka zwane histonami , podczas gdy u prokariotów obejmuje wiele różnych białek . Histony tworzą kompleks w kształcie dysku z DNA zwanym nukleosomem, zawierającym dwa pełne zwoje dwuniciowej cząsteczki DNA owiniętej wokół białka. Te niespecyficzne interakcje zachodzą między podstawowymi resztami histonów a kwaśnym szkieletem zbudowanym z naprzemiennego ose - fosforanu niosącego zasady nukleinowe podwójnej helisy DNA. W ten sposób powstają wiązania jonowe, które niezależne od sekwencji zasad DNA. Te podstawowe reszty aminokwasowe ulegają przemianom chemicznym, takim jak metylacja , fosforylacja i acetylacja . Te chemiczne modyfikacje modyfikują intensywność interakcji między DNA a histonami, czyniąc DNA mniej lub bardziej dostępnym dla czynników transkrypcyjnych, a tym samym modulując aktywność transkrypcyjną . Inne białka, które wiążą się z DNA niespecyficznie, obejmują białka jądrowe z grupy o wysokiej ruchliwości elektroforetycznej , znane jako HMG , które wiążą się z wygiętym lub zniekształconym DNA. Białka te są ważne dla zginania sieci nukleosomów i układania ich w większe struktury tworzące chromosomy.

Spośród białek o nieswoistych interakcjach z DNA szczególną grupę stanowią te, które wiążą się specyficznie z jednoniciowym DNA . W człowieka , białko A jest najlepiej zrozumieć reprezentatywne. Występuje, gdy dwie nici podwójnej helisy są rozdzielone, w szczególności podczas replikacji , rekombinacji i naprawy DNA . Wydaje się, że białka te stabilizują jednoniciowy DNA i zapobiegają tworzeniu się pętli macierzystej - struktur spinki do włosów - lub degradacji przez nukleazy .

Białka specyficzne dla sekwencji DNA

I odwrotnie , inne białka wiążą się tylko z określonymi sekwencjami DNA. Wśród tych białek najlepiej zbadane są różne czynniki transkrypcyjne , które są białkami regulującymi transkrypcję . Każdy czynnik transkrypcyjny wiąże się tylko z określonym zestawem sekwencji DNA i aktywuje lub hamuje geny, których jedna z tych specyficznych sekwencji jest blisko promotora . Czynniki transkrypcyjne osiągają to na dwa sposoby. Mogą najpierw związać się z polimerazą RNA odpowiedzialną za transkrypcję, bezpośrednio lub za pośrednictwem innych białek mediatorów; to ustawia polimerazę na poziomie promotora i umożliwia jej rozpoczęcie transkrypcji. Mogą również wiązać się z enzymami, które modyfikują histony na poziomie promotora, co ma wpływ na modyfikację dostępności DNA dla polimerazy.

Ponieważ te cele DNA mogą być rozmieszczone w całym genomie organizmu, zmiana w aktywności jednego typu czynnika transkrypcyjnego może wpłynąć na tysiące genów. Dlatego białka te są często celem procesów transdukcji sygnału kontrolujących reakcje na zmiany środowiskowe, rozwój lub różnicowanie komórek . Specyfika interakcji tych czynników transkrypcyjnych z DNA wynika z faktu, że białka te nawiązują liczne kontakty z krawędziami zasad nukleinowych , co pozwala im „odczytywać” sekwencję DNA. Większość tych interakcji zachodzi w głównym rowku podwójnej helisy DNA, gdzie zasady są najbardziej dostępne.

Enzymy

Nukleazy

EcoRV enzymu restrykcyjnego (na zielono) związanej z docelowym DNA ( PDB  1RVA ).

W nukleazyenzymy , które tną na nici DNA, do katalizowania się hydrolizie z wiązań fosfodiestrowych . Nukleazy, które rozszczepiają nukleotydy znajdujące się na końcach nici DNA nazywane są egzonukleazami , natomiast te, które rozszczepiają nukleotydy znajdujące się wewnątrz nici DNA nazywane są endonukleazami . Najczęściej stosowanymi nukleazami w biologii molekularnejenzymy restrykcyjne , które rozszczepiają DNA w określonych sekwencjach . W ten sposób enzym EcoRV rozpoznaje sekwencję sześciu zasad 5'-GATATC-3 ' i rozszczepia ją w środku. In vivo enzymy te chronią bakterie przed infekcją przez fagi , trawiąc DNA tych wirusów, gdy dostanie się do komórki bakteryjnej. W inżynierii molekularnej wykorzystuje się je w technikach klonowania molekularnego oraz do określania genetycznego odcisku palca .

Ligazy DNA

I odwrotnie, enzymy zwane ligazami DNA mogą ponownie przyłączyć złamane lub przecięte nici DNA. Enzymy te są szczególnie ważne podczas replikacji DNA, ponieważ to one zszywają fragmenty Okazaki wytwarzane na nici opóźniającej, zwanej również nicią pośrednią, na poziomie widełek replikacyjnych. Są również zaangażowani w mechanizmy naprawy DNA i rekombinacji genetycznej .

Topoizomerazy DNA

W Topoizomerazyenzymy posiadające zarówno aktywność nukleazy oraz aktywność ligazy . Gyrazy DNA stanowi przykład takich enzymów. Białka te zmieniają szybkość superskręcenia DNA, przecinając podwójną helisę, aby umożliwić dwóm utworzonym segmentom obracanie się względem siebie, uwalniając superswoje przed ponownym zszyciem. Inne typy topoizomerazy są zdolne do cięcia podwójnej helisy, aby umożliwić przejście kolejnego segmentu podwójnej helisy przez tak utworzone przerwanie przed zamknięciem tego ostatniego. Topoizomerazy są niezbędne w wielu procesach z udziałem DNA, takich jak transkrypcja i replikacja DNA .

Helikazy

W helikaz są typy silników molekularnych . Wykorzystują energię chemiczną trifosforanu nukleozydów , zasadniczo ATP , do rozrywania wiązań wodorowych między parami zasad i rozwijania podwójnej helisy DNA, aby uwolnić obie nici . Enzymy te są niezbędne w większości procesów, które wymagają od enzymów dostępu do zasad DNA.

Polimerazy DNA

W polimeraz DNA to enzymy , które syntetyzują łańcuchy polinukleotydy z nukleozydowych trójfosforanów . Sekwencja łańcuchów, które syntetyzują, jest określona przez wcześniej istniejący łańcuch polinukleotydowy zwany macierzą . Enzymy te działają poprzez ciągłe dodawanie nukleotydów do hydroksylu na końcu 3 'rosnącego łańcucha polipeptydowego. Z tego powodu wszystkie polimerazy działają w kierunku od 5 'do 3' . Trifosforan nukleozydu mający zasadę komplementarną do tej z par matryc do niej w miejscu aktywnym tych enzymów, co umożliwia polimerazom wytwarzanie nici DNA, których sekwencja jest dokładnie komplementarna z sekwencją nici matrycowej. Polimerazy są klasyfikowane zgodnie z rodzajem stosowanych pasm.

Podczas replikacji , DNA-zależna polimeraza DNA wykonywania kopii nici DNA. W celu zachowania informacji genetycznej istotne jest, aby sekwencja zasad każdej kopii była dokładnie komplementarna z sekwencją zasad na nici matrycowej. W tym celu wiele polimeraz DNA ma zdolność korygowania ewentualnych błędów replikacji - funkcja korekty . Dlatego są w stanie zidentyfikować defekt w tworzeniu się pary zasad między nicią wzorcową a nicią rosnącą u podstawy, którą właśnie wstawili, i rozszczepić ten nukleotyd przy użyciu aktywności egzonukleazy 3 '→ 5' w celu wyeliminowania tej replikacji błąd. W większości organizmów polimerazy DNA działają w dużych kompleksach zwanych replisomami, które zawierają kilka uzupełniających się podjednostek, takich jak zaciski - pęseta DNA - i helikazy .

Polimerazy DNA zależne od RNA to klasa wyspecjalizowanych polimeraz zdolnych do kopiowania sekwencji RNA do DNA. Należą odwrotnej transkryptazy , który jest wirusowym enzym zaangażowany w zakażeniu gospodarza komórek przez retrowirusy i telomerazy , który jest istotnym enzymem dla telomeru replikacji . Telomeraza jest niezwykłą polimerazą, ponieważ zawiera w swojej strukturze własną matrycę RNA.

Polimerazy RNA

Transkrypcji jest wykonywana przez polimeraza RNA zależna od DNA, że kopie sekwencji DNA na RNA . Aby rozpocząć transkrypcję genu , polimeraza RNA najpierw wiąże sekwencję DNA zwaną promotorem i oddziela nici DNA. Następnie kopiuje sekwencję DNA stanowiącą gen do komplementarnej sekwencji RNA, aż dotrze do regionu DNA zwanego terminatorem , gdzie zatrzymuje się i odłącza od DNA. Jako DNA zależne od polimerazy DNA, polimeraza RNA II - enzym, który transkrybuje większość genów ludzkiego genomu - działa w dużym kompleksie białkowym zawierającym kilka podjednostek komplementarnych i regulacyjnych.

Ewolucja informacji genetycznej

Mutacje

Replikacja półkonserwatywnego DNA.

Każdy podział komórki poprzedza replikacja DNA prowadząca do replikacji chromosomów . Ten proces normalnie zachowuje informację genetyczną komórki , a każda z dwóch komórek potomnych dziedziczy pełne dziedzictwo genetyczne identyczne jak komórki macierzystej. Czasami jednak proces ten nie przebiega normalnie i zmienia się informacja genetyczna w komórce. Mówimy w tym przypadku o mutacji genetycznej . Ta zmiana z genotypem może być nieistotna, lub na odwrót, a także zmieniać fenotyp wynikających z ekspresji z odmiennymi genami .

Rekombinacja genetyczna

Zasada rekombinacji genetycznej  : dwa chromosomy M i F są łamane i wymieniają swoje odpowiednie nici DNA w celu wytworzenia nowych chromosomów C1 i C2 .

Podwójna helisa DNA zwykle nie oddziałuje z innymi segmentami DNA, aw ludzkich komórkach różne chromosomy, nawet każdy z nich, zajmują własny region w jądrze nazywany terytorium chromosomalnym . Ta fizyczna separacja różnych chromosomów jest niezbędna dla funkcjonowania DNA jako stabilnego i trwałego repozytorium informacji genetycznej, ponieważ jeden z rzadkich przypadków interakcji chromosomów ma miejsce podczas krzyżowania odpowiedzialnego za rekombinację genetyczną , to znaczy, gdy dwie podwójne helisy DNA są uszkodzone, zamień ich sekcje i zespawaj ze sobą.

Rekombinacja umożliwia chromosomom wymianę materiału genetycznego i tworzenie nowych kombinacji genów , co zwiększa skuteczność doboru naturalnego i może mieć zasadnicze znaczenie dla szybkiej ewolucji nowych białek . Rekombinacja genetyczna może również wystąpić podczas naprawy DNA , zwłaszcza w przypadku jednoczesnego pęknięcia obu nici podwójnej helisy DNA.

Najpowszechniejszą formą rekombinacji chromosomów jest rekombinacja homologiczna , w której dwa oddziałujące ze sobą chromosomy mają bardzo podobne sekwencje . Rekombinacje niehomologiczne mogą poważnie uszkodzić komórki, ponieważ mogą prowadzić do translokacji i nieprawidłowości genetycznych. Reakcja rekombinacji jest katalizowana przez enzymy zwane rekombinazami , takie jak białko Rad51. Pierwszym krokiem w tym procesie jest przerwanie obu nici podwójnej helisy spowodowane przez endonukleazę lub uszkodzenie DNA. Seria etapów katalizowanych przez rekombinazę skutkuje połączeniem dwóch helis przez co najmniej jedno złącze Hollidaya, w którym jednoniciowy segment każdej podwójnej helisy jest zgrzewany z komplementarnym pasmem drugiej podwójnej helisy. Złącze Hollidaya to skrzyżowanie w kształcie krzyża, które, gdy nici mają symetryczne sekwencje, może poruszać się wzdłuż pary chromosomów, zamieniając jedną nić na drugą. Reakcję rekombinacji zatrzymuje przecięcie złącza i zszycie uwolnionego DNA.

Mobilne elementy genetyczne

Informacje genetyczne kodowane przez DNA niekoniecznie są utrwalone w czasie, a niektóre sekwencje mogą przenosić się z jednej części genomu do drugiej. To są mobilne elementy genetyczne . Te elementy są mutagenne i mogą zmieniać genom komórek . Wśród nich są zwłaszcza transpozony i retrotranspozony , przy czym te ostatnie działają, w przeciwieństwie do pierwszego, poprzez pośredni RNA, oddając sekwencję DNA pod działaniem odwrotnej transkryptazy . Poruszają się w genomie pod wpływem transpozaz , określonych enzymów, które oddzielają je z jednego miejsca i sklejają z powrotem w innym miejscu w genomie komórki i uważa się, że są odpowiedzialne za migrację nie mniej niż 40% ludzkiego genomu podczas ewolucji Homo sapiens .

Te elementy zdolne do transpozycji stanowią ważną część genomu istot żywych, w szczególności w roślinach, gdzie często stanowią one większość jądrowego DNA , na przykład w kukurydzy, gdzie 49–78% genomu składa się z retrotranspozonów. W pszenicy prawie 90% genomu składa się z powtarzających się sekwencji i 68% z elementów zdolnych do transpozycji. U ssaków prawie połowa genomu - 45-48% - składa się z elementów zdolnych do transpozycji lub ich pozostałości, a około 42% genomu ludzkiego składa się z retrotranspozonów, a 2 do 3% z transpozonów DNA. Są zatem ważnymi elementami w funkcjonowaniu i ewolucji genomu organizmów.

Tak zwane grupy I i grupy II introny inne ruchome elementy genetyczne. Są to rybozymy , to znaczy sekwencje RNA obdarzone właściwościami katalitycznymi , takimi jak enzymy , zdolne do autokatalizy własnego splicingu . Te w grupie, w których potrzebuję nukleotydów guaniny, aby funkcjonować, w przeciwieństwie do tych z grupy II . Na przykład introny grupy I znajdują się sporadycznie w bakteriach , bardziej istotnie u prostych eukariontów oraz w bardzo dużej liczbie roślin wyższych. Wreszcie, można je znaleźć w genach dużą liczbą bakteriofagów z bakterii Gram-dodatnich , ale tylko kilka fagi z bakterii Gram-ujemnych - np faga T4 .

Poziomy transfer genów

Poziomy transfer genów ( 2 ) między szczepami bakterii ( 1 ) i ( 3 ).

Informacja genetyczna komórki może ewoluować pod wpływem włączenia egzogennego materiału genetycznego wchłoniętego przez błonę plazmatyczną . Mówimy o poziomym transferze genów , w przeciwieństwie do transferu pionowego wynikającego z reprodukcji istot żywych. Jest ważnym czynnikiem ewolucyjnym wielu organizmów, zwłaszcza jednokomórkowych . Ten proces często obejmuje bakteriofagi lub plazmidy .

Te bakterie zdolne do właściwości mogą bezpośrednio absorbują cząsteczki DNA zewnętrznego i włączyć go do własnego genomu , w procesie zwanym transformację genetyczną . Mogą również otrzymać ten DNA jako plazmid z innej bakterii w procesie koniugacji bakteryjnej . Wreszcie, mogą otrzymać to DNA za pośrednictwem bakteriofaga ( wirusa ) w drodze transdukcji . Do eukariontów mogą także otrzymać egzogennego materiału genetycznego w procesie zwanym transfekcji .

Ewolucja

(en) Struktury porównawcze RNA (po lewej) i DNA (po prawej).

DNA zawiera wszystkie informacje genetyczne, które pozwalają żywym istotom żyć, rosnąć i rozmnażać się. Nie wiadomo jednak, czy w ciągu 4 miliardów lat historii życia na Ziemi DNA zawsze odgrywało taką rolę. Jedna z teorii sugeruje, że był to inny kwas nukleinowy , RNA , który był nośnikiem informacji genetycznej pierwszych form życia, które pojawiły się na naszej planecie. RNA, że odgrywają główną rolę we wczesnej postaci metabolizmu komórkowego do tego stopnia, że może zarówno do przenoszenia informacji genetycznej i katalizuje się reakcje chemiczne tworzące rybozymy . Ten świat RNA , w którym RNA służyłby zarówno jako wsparcie dla dziedziczności, jak i jako enzymy , wpłynąłby na ewolucję kodu genetycznego z czterema zasadami nukleinowymi , co stanowi kompromis między precyzją kodowania informacji genetycznej preferowaną przez z jednej strony mała liczba zasad, z drugiej zaś skuteczność katalityczna enzymów, na korzyść większej liczby monomerów .

Jednak nie ma bezpośrednich dowodów na istnienie w przeszłości systemów metabolicznych i genetycznych innych niż te, które znamy dzisiaj, ponieważ nadal niemożliwe jest wydobycie materiału genetycznego z większości skamieniałości . DNA nie przetrwa dłużej niż milion lat, zanim zostanie rozbite na krótkie fragmenty. Istnienia nieuszkodzonej najstarszego DNA zaproponowano, zwłaszcza bakteria opłacalne ekstrahowano z kryształem z soli starego 150 milionów lat, ale te publikacje są kontrowersyjne.

Niektóre składniki DNA - adenina , guanina i pokrewne związki organiczne - mogły powstać w kosmosie . Składniki DNA i RNA, takie jak uracyl , cytozyna i tymina, zostały również uzyskane w laboratorium w warunkach odtwarzających te występujące w środowisku międzyplanetarnym i międzygwiazdowym z prostszych związków, takich jak pirymidyna , znalezionych w meteorytach . Pirymidyny, takie jak niektóre wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (PAH) - Wartość najbogatsi węglowe związki wykrywane w świecie - może tworzyć się w czerwonych olbrzymich gwiazdek lub obłoków .

Technologie DNA

Inżynieria genetyczna

Opracowano metody oczyszczania DNA z organizmów żywych, takie jak ekstrakcja fenolowo-chloroformową i manipulowania nim w laboratorium, takie jak enzymy restrykcyjne i PCR . Współczesna biologia i biochemia szeroko wykorzystują te techniki w klonowaniu molekularnym  (in) . Rekombinowanego DNA jest sekwencja syntetycznego DNA zmontowanym od innych sekwencji DNA. Takie DNA może transformować organizmy w postaci plazmidów lub przy pomocy wektora wirusowego . Powstałe organizmy zmodyfikowane genetycznie (GMO) można wykorzystać do produkcji np. Białek rekombinowanych, wykorzystywanych w badaniach medycznych lub w rolnictwie .

Kryminalistyka i medycyna sądowa

DNA wyekstrahowane z krwi , nasienia , śliny , fragmentu skóry lub włosów pobranych na miejscu zbrodni może zostać wykorzystane w medycynie sądowej do ustalenia odcisku palca DNA podejrzanego. W tym celu sekwencję segmentów DNA, takich jak sekwencje mikrosatelitarne lub minisatelity, porównuje się z sekwencją osób wybranych na tę okazję lub już wymienionych w bazach danych. Ta metoda jest na ogół bardzo niezawodna w identyfikacji DNA odpowiadającego DNA podejrzanej osoby. Identyfikacja może być jednak bardziej skomplikowana, jeśli miejsce zbrodni jest skażone DNA od więcej niż jednej osoby. Identyfikacja DNA została opracowana w 1984 roku przez brytyjskiego genetyka Sir Aleca Jeffreysa i została po raz pierwszy użyta w 1987 roku do pomylenia gwałciciela z seryjnym mordercą .

Historia i antropologia

O ile DNA gromadzi mutacje w czasie, które są przenoszone przez dziedziczenie , zawiera informacje historyczne, które analizowane przez genetyków przez porównanie sekwencji organizmów o różnych historiach pozwalają prześledzić historię ewolucji tych organizmów, to znaczy ich filogeneza . Ta dyscyplina, stawiając genetykę w służbie paleobiologii , oferuje potężne narzędzie badawcze w biologii ewolucyjnej . Porównując sekwencje DNA tego samego gatunku , genetycy populacyjni mogą badać historię poszczególnych populacji organizmów żywych, w zakresie od genetyki ekologicznej po antropologię . Tak więc, badania mitochondrialnego DNA w populacji ludzkiej jest używany do śledzenia migracji z Homo sapiens . Na przykład haplogrupa X została zbadana w paleodemografii w celu oceny możliwego pokrewieństwa Paleo-Indian z europejskimi populacjami z górnego paleolitu .

Bioinformatyka

Mapowanie ludzkiego chromosomu X . Ustanowienie ludzkiego genomu przyczyniło się do rozwoju bioinformatyki iz kolei skorzystało z jej narzędzi.

Bioinformatyka obejmuje manipulację, badanie i eksplorację danych biologicznych, w tym sekwencji DNA. Rozwój technik przechowywania i wyszukiwania sekwencji DNA doprowadził do postępu komputerowego szeroko stosowanego w innych miejscach, zwłaszcza w odniesieniu do algorytmów wyszukiwania podciągów , uczenia maszynowego i teorii baz danych . W ciąg znaków wyszukiwania algorytmy , które sprawiają, że jest możliwe, aby znaleźć sekwencję liter zawartych w sekwencji dłuższych listów, które zostały opracowane, aby szukać konkretnych sekwencji z nukleotydów . Sekwencję DNA można dopasować do innych sekwencji DNA, aby zidentyfikować sekwencje homologiczne i zlokalizować specyficzne mutacje, które je odróżniają. Techniki te, w tym dopasowanie wielu sekwencji , są wykorzystywane do badania związków filogenetycznych i funkcji białek .

Repozytoria danych reprezentujących pełną sekwencję genomu, takie jak te wytworzone w ramach projektu Human Genome Project , osiągają taki rozmiar, że trudno je wykorzystać bez adnotacji określających lokalizację genów i elementów regulatorowych na każdym chromosomie . Regiony sekwencji DNA, które mają charakterystyczne motywy związane z genami kodującymi funkcjonalne białka lub RNA, można zidentyfikować za pomocą algorytmów przewidywania genów , które pozwalają badaczom przewidzieć obecność określonych produktów genowych i ich możliwą funkcję w organizmie. są izolowane eksperymentalnie. Można również porównywać całe genomy, co może uwydatnić ewolucyjną historię poszczególnych organizmów i umożliwić badanie złożonych wydarzeń ewolucyjnych.

Nanotechnologie DNA

Nanotechnologii DNA wykorzystać unikalne właściwości rozpoznawania cząsteczkowego  (i) DNA, a bardziej ogólnie z kwasów nukleinowych do utworzenia kompleksów DNA rozgałęzione samoorganizującą wyposażony interesujących właściwości. Z tego punktu widzenia DNA jest wykorzystywane raczej jako materiał strukturalny niż jako nośnik informacji biologicznej. Doprowadziło to do powstania dwuwymiarowych układów okresowych, niezależnie od tego, czy są one złożone z cegieł, czy w procesie origami DNA , czy też trójwymiarowe, mające kształt wielościenny . Stworzono również nanomaszyny DNA i konstrukcje oparte na algorytmicznym samoorganizowaniu się . Takie struktury DNA można by wykorzystać do uporządkowania innych cząsteczek, takich jak nanocząsteczki złota i cząsteczki streptawidyny , białka, które tworzy bardzo odporne kompleksy z biotyną . Badania nad elektroniką molekularną opartą na DNA doprowadziły firmę Microsoft do opracowania języka programowania zwanego przemieszczeniem nici DNA (DSD), używanego w niektórych przykładach wykonania molekularnych elementów nanoelektronicznych opartych na DNA.

Przechowywanie danych

Ponieważ DNA jest używane przez żywe istoty do przechowywania ich informacji genetycznej , niektóre zespoły badawcze badają je również jako nośnik do przechowywania informacji cyfrowych w taki sam sposób, jak pamięć komputera . Te kwasy nukleinowe przedstawi rzeczywiście przewagę przechowującego informacje gęstość znacznie wyższy niż w przypadku tradycyjnych mediów - teoretycznie ponad dziesięciu rzędów wielkości - o długości życia również znacznie wyższa.

Teoretycznie jest możliwe, aby zakodować dwa bity z danymi na nukleotydu , co pozwala pojemność wyniósł 455 milionów terabajtów na gram DNA pojedynczej nici są do odczytania przez kilka tysięcy lat, nawet w nie idealnych warunkach przechowywania, i kodowania techniki do 215.000  TB gram DNA został zaproponowany w 2017 roku; Dla porównania dwustronny, dwuwarstwowy dysk DVD zawiera zaledwie 17  gigabajtów przy typowej masie 16  g - to 400 miliardów razy mniej miejsca na jednostkę masy. W ten sposób zespołowi z Europejskiego Instytutu Bioinformatyki w 2012 r. Udało się zakodować 757 051  bajtów z 17 940 195  nukleotydów , co odpowiada gęstości pamięci wynoszącej około 2200  terabajtów na gram DNA. Ze swojej strony szwajcarski zespół opublikował w lutym 2015 r. Badanie wykazujące odporność DNA zamkniętego w krzemionce jako trwałego nośnika informacji.

Ponadto inne zespoły pracują nad możliwością przechowywania informacji bezpośrednio w żywych komórkach , na przykład w celu zakodowania liczników w DNA komórki w celu określenia liczby podziałów lub różnic , które mogłyby znaleźć zastosowanie w badaniach nad rakiem i starzeniem się .

Historia charakteryzacji DNA

Podwójna helisa DNA naszkicowana przez Francisa Cricka .

Odkrycia DNA i jego funkcja

DNA zostało po raz pierwszy wyizolowane w 1869 roku przez szwajcarskiego biologa Friedricha Mieschera jako substancja bogata w fosfor z ropy użytych bandaży chirurgicznych. Ponieważ substancja ta została znaleziona w jądra z komórek , Miescher nazwał go nuclein . W 1878 roku niemiecki biochemik Albrecht Kossel wyizolował niebiałkowy składnik tej „nukleiny” - kwasy nukleinowe - a następnie zidentyfikował pięć zasad nukleinowych . W 1919 roku amerykański biolog Phoebus Levene zidentyfikował składniki nukleotydów , to znaczy obecność zasady , ose i grupy fosforanowej . Zasugerował, że DNA składa się z łańcucha nukleotydów połączonych ze sobą grupami fosforanowymi. Pomyślał, że łańcuchy są krótkie i że bazy podążają za sobą wielokrotnie w ustalonej kolejności. W 1937 roku brytyjski fizyk i biolog molekularny William Astbury stworzył pierwszy wzór dyfrakcji DNA metodą krystalografii rentgenowskiej , pokazując, że DNA ma uporządkowaną strukturę.

W 1927 roku rosyjski biolog Nikolai Koltsov doszedł do wniosku, że dziedziczność opiera się na „gigantycznej dziedzicznej cząsteczce” złożonej z „dwóch lustrzanych nici, które będą się rozmnażać w sposób półkonserwatywny, używając każdego z nich jako modelu”. Uważał jednak, że są to białka niosące informację genetyczną. W 1928 r. Angielski bakteriolog Frederick Griffith przeprowadził słynny eksperyment, który teraz nosi jego imię i dzięki któremu wykazał, że żywe, niezjadliwe bakterie, które miały kontakt z zjadliwymi bakteriami zabitymi przez ciepło, mogą zostać przekształcone w zjadliwe bakterie. Eksperyment ten utorował drogę do identyfikacji w 1944 r. DNA jako wektora informacji genetycznej w ramach eksperymentu Avery'ego, MacLeoda i McCarty'ego . Belgijski biochemik Jean Brachet wykazał w 1946 r., Że DNA jest składnikiem chromosomów , a rolę DNA w dziedziczności potwierdziły w 1952 r . Eksperymenty Hershey i Chase, które wykazały, że materiał genetyczny faga T2 składa się z DNA.

Odkrycie struktury podwójnej helisy

Pierwsza antyrównoległa struktura podwójnej helisy uznana dzisiaj za prawidłowy model DNA została opublikowana w 1953 roku przez amerykańskiego biochemika Jamesa Watsona i brytyjskiego biologa Francisa Cricka w klasycznym już artykule w czasopiśmie Nature . Pracowali nad tym tematem od 1951 r. W Cavendish Laboratory na Uniwersytecie w Cambridge i jako taka prowadzili prywatną korespondencję z austriackim biochemikiem Erwinem Chargaffem , pierwotnie wydaną wiosną 1952 r. Regułami Chargaffa , pod którymi w ramach cząsteczki DNA , poziom każdej z zasad purynowych jest zasadniczo równy poziomowi jednej z dwóch zasad pirymidynowych , a dokładniej poziom guaniny jest równy poziomowi cytozyny, a poziom adeniny jest równy poziomowi tyminy , co sugeruje pomysł połączenia adeniny z tyminą i guaniny z cytozyną.

W maju 1952 r. Brytyjski student Raymond Gosling , który pracował pod kierunkiem Rosalind Franklin w zespole Johna Randalla , wykonał obraz dyfrakcji rentgenowskiej ( tabl. 51 ) silnie uwodnionego kryształu DNA. Ta migawka została udostępniona Crickowi i Watsonowi bez wiedzy Franklina i odegrała kluczową rolę w ustaleniu prawidłowej struktury DNA. Franklin wskazał również dwóm badaczom, że szkielet fosforowy struktury powinien znajdować się poza nią, a nie w pobliżu centralnej osi, jak wówczas sądzono. Następnie zidentyfikowała kosmiczne skupisko kryształów DNA, co umożliwiło Crickowi ustalenie, że dwie nici DNA są przeciwrównoległe. Podczas gdy Linus Pauling i Robert Corey opublikowali model molekularny kwasu nukleinowego utworzonego z trzech łańcuchów splecionych z, zgodnie z ówczesnymi ideami, grupami fosforanowymi w pobliżu osi centralnej i zasadami nukleinowymi skierowanymi na zewnątrz, Crick i Watson sfinalizowali w lutym 1953 ich antyrównoległy model dwułańcuchowy z grupami fosforanowymi na zewnątrz i zasadami nukleinowymi wewnątrz podwójnej helisy, model uważany obecnie za pierwszy prawidłowy model DNA, jaki kiedykolwiek zaproponowano.

Praca ta została opublikowana w czasopiśmie Nature z 25 kwietnia 1953 r. W postaci pięciu artykułów opisujących strukturę sfinalizowaną przez Cricka i Watsona, a także dowody potwierdzające ten wynik. W pierwszym artykule, zatytułowanym Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid , Crick i Watson stwierdzają: „Nie uszło naszej uwadze, że postulowane przez nas konkretne parowanie natychmiast sugeruje możliwy mechanizm replikacji materiału. Genetyka ”. Po tym artykule nastąpiła publikacja Brytyjczyka Maurice'a Wilkinsa i wsp. skupienie się na dyfrakcji rentgenowskiej przez B-DNA in vivo , która potwierdziła istnienie struktury podwójnej helisy w żywych komórkach, a nie tylko in vitro , oraz pierwsza publikacja pracy Franklina i Goslina na temat danych uzyskanych przez promieniowanie rentgenowskie dyfrakcja i ich własna metoda analizy.

Rosalind Franklin zmarła w 1958 r. Na raka i dlatego nie otrzymała Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny przyznanej w 1962 r. „Za odkrycia dotyczące struktury molekularnej kwasów nukleinowych i ich znaczenia w przekazywaniu informacji genetycznej w żywej materii”, Francis Crick, James Watson i Maurice Wilkins, którzy nie mieli ani słowa, by pochwalić Franklina swoją pracą; fakt, że nie była związana z tą nagrodą Nobla, jest nadal przedmiotem dyskusji.

Podstawowa teoria biologii molekularnej

W 1957 roku Crick opublikował artykuł kształtujący to, co jest dziś znane jako podstawowa teoria biologii molekularnej , opisując związki między DNA, RNA i białkami , wyrażone wokół „adaptera”. Potwierdzenie trybu semikonserwatywnej replikacji podwójnej helisy nastąpiło w 1958 roku w eksperymencie Meselsona i Stahla . Crick i in. kontynuowali prace i wykazali, że kod genetyczny oparty jest na kolejnych trojaczkach zasad nukleinowych zwanych kodonami , co umożliwiło rozszyfrowanie samego kodu genetycznego przez Roberta W. Holleya , Har Gobinda Khorana i Marshalla W. Nirenberga . Odkrycia te oznaczały narodziny biologii molekularnej .

Sztuka

Spiralna struktura DNA zainspirowała wielu artystów, najbardziej znany jest z surrealistyczny malarz Salvador Dali , który był inspirowany przez niego w dziewięciu obrazach między 1956 i 1976 , w tym Paysage de papillon (The Great Masturbator w surrealistyczny krajobraz z DNA) (1957 -1958) i Galacidalacidesoxyribonucleicacid (1963).

Uwagi i odniesienia

Uwagi

  1. Oprócz pewnych bardzo wyspecjalizowanych komórek, takich jak erytrocyty , pozbawione materiału genetycznego, ponieważ pochodzą od normoblastów poprzez utratę ich jądra .

Bibliografia

  1. (i) JD Watsona i Cricka FHC , „  Molecular Structure of Nucleic Acids: konstrukcję dla dezoksyrybozy Nucleic Acid  ” , Naturę , tom.  171 n O  4356, , s.  737-738 ( PMID  13054692 , DOI  10.1038 / 171737a0 , Bibcode  1953Natur.171..737W , czytaj online )
  2. (w) Marshall Mandelkern, John G. Elias, Don Eden i Donald M. Crothers , „  Wielkość DNA w roztworze  ” , Journal of Molecular Biology , t.  152 n o  1, , s.  153-161 ( PMID  7338906 , DOI  10.1016 / 0022-2836 (81) 90099-1 , czytaj online )
  3. (en) SG Gregory, Barlow KF, KE McLay i wsp. , „  Sekwencja DNA i biologiczna adnotacja ludzkiego chromosomu 1  ” , Nature , vol.  441, n O  7091, , s.  315-321 ( PMID  16710414 , DOI  10.1038 / nature04727 , Bibcode  2006Natur.441..315G , czytaj online )
  4. (en) A. Ghosh i M. Bansal , „  Glosariusz struktur DNA od A do Z  ” , Acta Crystallographica Section D - Biological Crystallography , vol.  59, n o  4, , s.  620-626 ( PMID  12657780 , DOI  10.1107 / S0907444903003251 , czytaj online )
  5. (w) Peter Yakovchuk Ekaterina Protozanova i Maxim D. Frank Kamenetskii , Wkład w układanie zasad i par zasad w stabilność termiczną podwójnej helisy DNA  " , Nucleic Acids Research , tom.  34 N O  2 stycznia, s.  2006 ( PMID 16449200 , PMCID 1360284 , DOI 10.1093 / nar / gkj454 , czytaj online )    
  6. (w) Saija Kiljunen Kristo Hakala, Elise Pinta Suvi Huttunen, Patrycja Pluta, Aneta Gador Harri Lönnberg i Mikael Skurnik , Yersiniophage φR1-37 jest ogoniastym bakteriofagiem posiadającym 270kb genom DNA z tymidyną, zastąpiony przez dezoksyurydynę , vol.  " , Mikrobiologia .  151 n O  12, , s.  4093-4102 ( PMID  16339954 , DOI  10.1099 / mic.0.28265-0 , czytaj online )
  7. (en) Jumpei Uchiyama, Takemura Iyo-Uchiyama, Yoshihiko Sakaguchi, Keiji Gamoh, Shin-ichiro Kato, Masanori Daibata, Takako Ujihara, Naoaki Misawa Shigenobu Matsuzaki , „  Intragenus uogólniona transdukcja u Staphylococcus spp. przez nowego gigantycznego faga  ” , The ISME Journal , vol.  8, N O  9, , s.  1949-1952 ( PMID  24599069 , DOI  10.1038 / ismej.2014.29 , czytaj online )
  8. (w) Mary Nguyen i Anne-Lise Haenni , „  Expression of strategy ambisense viruses  ” , Virus Research , tom.  93 N O  2 , s.  141-150 ( PMID  12782362 , DOI  10.1016 / S0168-1702 (03) 00094-7 , czytaj online )
  9. (w) Tetsuji Kakutani, Yuriko Hayano, Takaharu Hayashi i Yuzo Minobe , „  Ambisense segment 3 of rice strip virus: the first instance of a virus Contifying ambisense two Segments  ” , Journal of General Virology , vol.  72 N O  2 , s.  465-468 ( PMID  1993885 , DOI  10.1099 / 0022-1317-72-2-465 , czytaj online )
  10. (w) Yafeng Zhu, Takahiko Hayakawa, Shigemitsu Toriyama i Mami Takahashi , „  Kompletna sekwencja nukleotydowa RNA 3 wirusa w paski ryżu: strategia kodowania ambisense  ” , Journal of General Virology , vol.  72, n o  część 4 , s.  763-767 ( PMID  2016591 , DOI  10.1099 / 0022-1317-72-4-763 , czytaj online )
  11. (w) Alexander Hüttenhofer Peter Schattner, Norbert Polacek , „  Niekodujące RNA: nadzieja na złoto  » , Trends in Genetics , tom.  21 N O  5, , s.  289-297 ( PMID  15851066 , DOI  10.1016 / j.tig.2005.03.007 , czytaj online )
  12. (w) Stephen H. Munroe , „  Różnorodność regulacji antysensownej u eukariotów: wiele mechanizmów, nowe wzory  ” , Journal of Cellular Biochemistry , tom.  93, n o  4, , s.  664-671 ( PMID  15389973 , DOI  10.1002 / jcb.20252 , czytaj online )
  13. (w) Izabela Makalowska, Chiao-Lin Feng i Wojciech Makalowski , „  Nakładające się geny w genomach kręgowców  ” , Biologia obliczeniowa i chemia , tom.  29, n o  1, , s.  1-12 ( PMID  15680581 , DOI  10.1016 / j.compbiolchem.2004.12.006 , czytaj online )
  14. (w) Zackary I. Johnson i Sallie W. Chisholm , „  Właściwości nakładających się genów są zachowywane w genomach drobnoustrojów  ” , Genome Research , Vol.  14 N O  11 , s.  2268-2272 ( PMID  15520290 , PMCID  525685 , DOI  10.1101 / gr . 2433104 , czytaj online )
  15. (w) Robert A. Lamb i Curt M. Horvath , Różnorodność strategii kodowania w wirusach grypy  " , Trends in Genetics , tom.  7 N O  8, , s.  261-266 ( PMID  1771674 , DOI  10.1016 / 0168-9525 (91) 90326-L , czytaj online )
  16. (w) Craig J. Benham i Steven P. Mielke , „  Mechanika DNA  ” , Annual Review of Biomedical Engineering , vol.  7, , s.  21-53 ( PMID  16004565 , DOI  10.1146 / annurev.bioeng.6.062403.132016 , czytaj online )
  17. (en) James J. Champoux , „  TOPOIZOMERASY DNA: struktura, funkcja i mechanizm  ” , Annual Review of Biochemistry , tom.  70, , s.  369-413 ( PMID  11395412 , DOI  10.1146 / annurev.biochem.70.1.369 , czytaj online )
  18. (en) James C. Wang , „  Komórkowe role topoizomerazy DNA: perspektywa molekularna  ” , Nature Reviews Molecular Cell Biology , tom.  3 N O  6, , s.  430-440 ( PMID  12042765 , DOI  10.1038 / nrm831 , czytaj online )
  19. (w) Hauke ​​Clausen-Schaumann, Matthias Rief, Carolin Tolksdorf i Hermann E. Gaub , „  Stabilność mechaniczna pojedynczych molekuł DNA  ” , Biophysical Journal , tom.  78, n o  4, , s.  1997-2007 ( PMID  10733978 , PMCID  1300792 , DOI  10.1016 / S0006-3495 (00) 76747-6 , czytaj online )
  20. (w) J. Isaksson S. Acharya J. Barman, P. i J. Cheruku Chattopadhyaya , „  Jednoniciowe bogate w adeninę DNA i RNA zachowują cechy strukturalne ich odpowiednich dwuniciowych konformacji i wykazują kierunkowe różnice we wzorach ułożenia  ” , Biochemistry , tom.  43 N O  51, , s.  15996-16010 ( PMID  15609994 , DOI  10.1021 / bi048221v , czytaj online )
  21. (w) Tigran V. Chalikian Jens Völker Plum G. Eric i Kenneth J. Breslauer , „  Bardziej jednolity obraz termodynamiki topnienia dupleksu kwasu nukleinowego: charakterystyka kalorymetryczna i wolumetryczna  ” , Proceedings of the National Academy of Sciences Stanów Zjednoczonych Ameryki , vol.  96 N O  14 , s.  7853-7858 ( PMID  10393911 , PMCID  22151 , DOI  10.1073 / pnas.96.14.7853 , Bibcode  1999PNAS ... 96.7853C , czytaj online )
  22. (w) Pieter L. i John D. DeHaseth Helmann , otwarte tworzenie kompleksu przez polimerazę RNA Escherichia coli: mechanizm separacji nici podwójnej helisy DNA indukowanej polimerazą  " , Molecular Microbiology , Vol.  16 N O  5, , s.  817-824 ( PMID  7476180 , DOI  10.1111 / j.1365-2958.1995.tb02309.x , czytaj online )
  23. (en) Richard Wing, Horace Drew, Tsunehiro Takano, Chris Broka, Shoji Tanaka, Keiichi Itakura i Richard E. Dickerson , „  Crystal structure analysis of a full turn of B-DNA  ” , Nature , vol.  287 n O  5784, , s.  755-758 ( PMID  7432492 , DOI  10.1038 / 287755a0 , Bibcode  1980Natur.287..755W , czytaj online )
  24. (in) CO Pabo i RT Sauer , „  Rozpoznawanie białek-DNA  ” , Annual Review of Biochemistry , tom.  53, , s.  293-321 ( PMID  6236744 , DOI  10.1146 / annurev.bi.53.070184.001453 , czytaj online )
  25. (w) Hirak S. Basu, Burt G. Feuerstein, David A. Zarling, Richard H. Shaffer and Laurence J. Marton , „  Recognition of Z-DNA and Z-RNA Determinants by polyamines in Solution: Experimental and Theoretical Studies  ” , Journal of Biomolecular Structure and Dynamics , tom.  6, N O  2 , s.  299-309 ( PMID  2482766 , DOI  10.1080 / 07391102.1988.10507714 , czytaj online )
  26. (w) Timothy J. Richmond i Curt A. Davey , „  Struktura DNA w rdzeniu nukleosomu  ” , Nature , vol.  423 n O  6936, , s.  145-150 ( PMID  12736678 , DOI  10.1038 / nature01595 , Bibcode  2003Natur.423..145R , czytaj online )
  27. (w) IC Baianu , „  Rozpraszanie promieni rentgenowskich przez częściowo nieuporządkowane systemy membranowe  ” , Acta Crystallographica sekcja A. Fizyka kryształów, dyfrakcja, krystalografia teoretyczna i ogólna , tom.  A34 n O  5, , s.  751-753 ( DOI  10.1107 / S0567739478001540 , Bibcode  1978AcCrA..34..751B , czytaj online )
  28. (w) Nuri A. Temiz, Duncan E. Donohue, Albino Bacolla Brian T. Luke, Jack R. Collins , „  The Role of Methylation in the Intrinsic Dynamics of B- and Z-DNA  ” , PloS One , Vol.  7, n O  4, , e35558 ( PMID  22530050 , PMCID  3328458 , DOI  10.1371 / journal.pone.0035558 , czytaj online )
  29. (w) Young-Min Kang, Jongchul Bang Eun-Hae Lee, Hee-Chul Ahn, Yeo-Jin Seo Kyeong Kyu Kim Yang-Gyun Kim Byong-Seok Choi Joon-Hwa Lee , „  NMR Spectroscopic Elucidation of the B - Z Przejście podwójnej helisy DNA indukowane przez domenę Zα ludzkiego ADAR1  ” , Journal of the American Chemical Society , vol.  131 n O  32, , s.  11485-11491 ( PMID  19637911 , DOI  10.1021 / ja902654u , czytaj online )
  30. (w) Yeon-Mi Lee, Hee-Eun Kim Chin-Ju Park Ae-Ree Lee, Hee-Chul Ahn Sung Jae Cho Kwang-Ho Choi Byong-Seok Choi Joon-Hwa Lee , „  Badanie NMR na B - Z Tworzenie połączeń duplexów DNA indukowanych przez domenę wiążącą Z-DNA ludzkiego ADAR1  ” , Journal of the American Chemical Society , tom.  134 n O  11 , s.  5276-5283 ( PMID  22339354 , DOI  10.1021 / ja211581b , czytaj online )
  31. (w) Richard R Sinden , Struktura i funkcja DNA , Academic Press, , 398,  str. ( ISBN  0-12-645750-6 )
  32. (en) Rich A, Norheim A, Wang AHJ, „  The Chemistry and biology of left-handed Z-DNA  ” , Annual Review of Biochemistry , tom.  53, , s.  791–846 ( PMID  6383204 , DOI  10.1146 / annurev.bi.53.070184.004043 )
  33. (in) Ho PS, „  Struktura non-B-DNA d (CA / TG) n nie różni się od struktury Z-DNA  ” , Proc Natl Acad Sci USA , tom.  91 N O  20, , s.  9549-9553 ( PMID  7937803 , PMCID  44850 , DOI  10,1073 / pnas.91.20.9549 , bibcode  1994PNAS ... 91.9549H )
  34. (w) Frederic Easter i James E. Haber , „  Multiple Pathways of Recombination Induced Double-Strand Breaks in by Saccharomyces cerevisiae  ” , Microbiology and Molecular Biology Reviews , vol.  63 N O  2 , s.  349-404 ( PMID  10357855 , PMCID  98970 , czytaj online )
  35. (w) Irina Voineagu, Vidhya Narayanan, Kirill S. Lobachev i Mr. Sergei Mirkin , „  Replikacja opóźnia się przy niestabilnych odwróconych powtórzeniach: Interplay entre DNA spinki do włosów i białka stabilizujące widelec  ” , Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America , vol.  105 n O  29, , s.  9936-9941 ( PMID  18632578 , PMCID  2481305 , DOI  10.1073 / pnas.0804510105 , czytaj online )
  36. (w) Guy Franck Richard, Bernard i Alix Kerrest Dujon , „  Genomika porównawcza i dynamika molekularna powtórzeń DNA u eukariotów  ” , Microbiology and Molecular Biology Reviews , vol.  72, n o  4, , s.  686–727 ( PMID  19052325 , PMCID  2593564 , DOI  10.1128 / MMBR.00011-08 , czytaj online )
  37. (in) Carol W. Greider i Elizabeth H. Blackburn , „  Identification of a specific telomere terminal transferase activity in Tetrahymena extracts  ” , Celi , tom.  43 N O  2 , s.  405-413 ( PMID  3907856 , DOI  10.1016 / 0092-8674 (85) 90170-9 , czytaj online )
  38. (en) Constance I. Nugent i Victoria Lundblad , „  Odwrotna transkryptaza telomerazy: składniki i regulacja  ” , Genes & Development , tom.  12 N O  8, , s.  1073-1085 ( PMID  9553037 , DOI  10.1101 / gad.12.8.1073 , czytaj online )
  39. (w) Woodring E. Wright, Valerie M. Tesmer, Kenneth E. Huffman, Stephen D. Levene i Jerry W. Shay , „  Normalne ludzkie chromosomy - mają długie, bogate w G nawisy telomerowe na jednym końcu  ” , Geny i rozwój , lot.  11 N O  21 , s.  2801-2809 ( PMID  9353250 , PMCID  316649 , DOI  10.1101 / gad.11.21.2801 , czytaj online )
  40. (w :) Sarah Burge, Gary N. Parkinson, Pascale Hazel Alan K. Todd i Stephen Neidle , „  Quadruplex DNA: sequence, topology and structure  ” , Nucleic Acids Research , tom.  34 N O  19, , s.  5402-5415 ( PMID  17012276 , PMCID  1636468 , DOI  10.1093 / nar / gkl655 , czytaj online )
  41. (w) Gary N. Parkinson, Michael Lee i Stephen PH Neidle , „  Struktura krystaliczna równoległych kwadrupleksów z ludzkiego telomerowego DNA  ” , Nature , vol.  417 n O  6891, , s.  876-880 ( PMID  12050675 , DOI  10.1038 / nature755 , czytaj online )
  42. (w) Nadrian C. Seeman , „  DNA umożliwia kontrolę nanoskalowej struktury materii  ” , Quarterly Reviews of Biophysics , tom.  38, n o  4, , s.  363-371 ( PMID  16515737 , PMCID  3478329 , DOI  10.1017 / S0033583505004087 , czytaj online )
  43. (w) Deshmukh N. Gopaul Feng Guo i Gregory D. Van Duyne , Structure węzła Holliday pośredniej wytworzony loxP rekombinacji specyficznej miejscowo  " , The EMBO Journal , t.  17 N O  14, s.  4175-4187 ( PMID  9670032 , PMCID  1170750 , DOI  10.1093 / emboj / 17.14.4175 , czytaj online )
  44. (w :) Qidong Hu i Michael G. Rosenfeld , „  Epigenetyczna regulacja ludzkich embrionalnych komórek macierzystych  ” , Frontiers in Genetics , tom.  3, , s.  238 ( PMID  23133442 , PMCID  3488762 , DOI  10.3389 / fgene.2012.00238 , czytaj online )
  45. (w) Robert J. Klose i Adrian P. Bird , „  Genomic DNA methylation: the mark and its mediators  ” , Trends in Biochemical Sciences , tom.  31 N O  2 , s.  89-97 ( DOI  10.1016 / j.tibs.2005.12.008 , czytaj online )
  46. (w) Adrian Bird , „  Wzorce metylacji DNA i pamięć epigenetyczna  ” , Genes & Development , tom.  16, n o  1, , s.  6-21 ( PMID  11782440 , DOI  10.1101 / gad.947102 , czytaj online )
  47. (w) CP Walsh i GL Xu , „  Metylacja cytozyny i naprawa DNA  ” , Aktualne tematy w mikrobiologii i immunologii , tom.  301,, s.  283-315 ( PMID  16570853 , DOI  10.1007 / 3-540-31390-7_11 , czytaj online )
  48. (w) Shulin Zhang , Barry W. Glickman i Johan G. de Boer , „  Spontaniczna mutacja transgenu lacI u gryzoni: Brak gatunków, szczepów i wpływ na miejsce wstawienia  ” , Mutageneza środowiskowa i molekularna , tom.  37 N O  2, s.  141-146 ( ISSN  1098-2280 , DOI  10.1002 / em.1021 , czytaj online , dostęp: 20 października 2017 )
  49. (w) David Ratel Jean-Luc Ravanat François Berger i Didier Wion , „  N6-metyladenina: inna metylowana podstawa DNA  ” , BioEssays , tom.  28 N O  3, , s.  309-315 ( PMID  16479578 , PMCID  2754416 , DOI  10.1002 / bies.20342 , czytaj online )
  50. (w) Eric Lieberman Greer, Mario Andres Blanco, Lei Gu, Erdem Sendinc, Jianzhao Liu, David Aristizabal-Corrales, Chih-Hung Hsu, L. Aravind, Chuan He i Yang Shi , „  Metylacja DNA to N 6 w adeninie C . elegans  ” , Cell , t.  161 n O  4, , s.  868-878 ( PMID  25936839 , DOI  10.1016 / j.cell.2015.04.005 , czytaj online )
  51. (w) Ye Fu Guan Zheng Luo, Kai Chen, Deng Xin, Miao Yu, Han Dali, Ziyang Hao Jianzhao Liu Xingyu Lu, Louis C. Doré, Xiaocheng Weng Ji Quanjiang Laurens Mets and Chuan He , „  N 6 -Methyldeoxyadenosine Marks Witryny rozpoczęcia aktywnej transkrypcji w Chlamydomonas  ” , Cell , vol.  161 n O  4, , s.  879-892 ( PMID  25936837 , DOI  10.1016 / j.cell.2015.04.010 , czytaj online )
  52. (w) Guoqiang Zhang Hua Huang Di Liu, Ying Cheng Xiaoling Liu Wenxin Zhang, Ruichuan Yin, Dapeng Zhang, Peng Zhang, Jianzhao Liu Chaoyi Li Baodong Liu, Yuewan Luo Yuanxiang Zhu, Ning Zhang, Shunmin He, Chuan He, Hangin i Dahua Chen , „  N 6- metyladenine DNA Modification in Drosophila  ” , Celi , tom.  161 n O  4, , s.  893-906 ( PMID  25936838 , DOI  10.1016 / j.cell.2015.04.018 , czytaj online )
  53. (w) Skirmantas Kriaucionis i Nathaniel Heintz , „  The Nuclear DNA Base 5-hydroxymethylcytosine is present in Purkinje Neurons and the Brain  ” , Science , vol.  324 n O  5929, , s.  929-930 ( PMID  19372393 , PMCID  3263819 , DOI  10.1126 / science.1169786 , czytaj online )
  54. (w :) Larry Simpson , „  Made named Expired J  ” , Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America , vol.  95 N O  5, , s.  2037-2038 ( PMID  9482833 , PMCID  33841 , DOI  10.1073 / pnas.95.5.2037 , Bibcode  1998PNAS ... 95.2037S , czytaj online )
  55. (w) Janet H. Gommers-Ampt, Van Leeuwen Antonius LJ Beer, Johannes FG Vliegenthart Miral Dizdaroglu, Jeffrey A. Kowalak Pamela F. Crain i Piet Borst , „  β- D -glukozylo-hydroksymetylouracyl: nowa zmodyfikowana zasada obecna w DNA pasożytniczego pierwotniaka T. brucei  ” , Cell , vol.  75, n o  6, , s.  1129–1136 ( PMID  8261512 , DOI  10.1016 / 0092-8674 (93) 90322-H , czytaj online )
  56. (w) Henri GAM van Luenen, Carol Farris, Sabrina Jan, Paul-Andre Genest, Pankaj Tripathi, Arno veld Ron Mr.Kerkhoven Marja Nieuwland, Andrew Haydock Gowthaman Ramasamy, Saara Vainio, Tatjana Heidebrecht, Anastassis Perrakis, Ludo Pagie, Bas van Steensel, Peter J. Myler i Piet Borst , „  Glucosylated Hydroxymethyluracil, DNA Base J, Prevents Transcriptional Readthrough in Leishmania  ” , Cell , vol.  150 n O  5, , s.  909-921 ( PMID  22939620 , PMCID  3684241 , DOI  10.1016 / j.cell.2012.07.030 , czytaj online )
  57. (w) Dane Z. Hazelbaker i Stephen Buratowski , „  Transcript: J Base Blocks the Way  ” , Current Biology , tom.  22 N O  22 , R960-R962 ( PMID  23174300 , PMCID  3648658 , DOI  10.1016 / j.cub.2012.10.010 , czytaj online )
  58. (w) Mike Cross, Rudo Kieft, Robert Sabatini, Matthias Wilm Martin de Kort, Gijs A. van der Marel, Jacques H. van Boom, Fred van Leeuwen, Piet Borst , „  Zmodyfikowana podstawa J jest celem dla nowego lDNA - białko wiążące u pierwotniaków kinetoplastidowych  ” , The EMBO Journal , vol.  18 N O  22 , s.  6573-6581 ( PMID  10562569 , PMCID  1171720 , DOI  10.1093 / emboj / 18.22.6573 , czytaj online )
  59. (w) Courtney DiPaolo, Rudo Kieft, Mike Cross i Robert Sabatini , „  Regulacja glikozylacji przez trypanosom DNA ma białko podobne do SWI2 / SNF2  ” , Molecular Cell , Vol.  17 N O  3, , s.  441-451 ( PMID  15694344 , DOI  10.1016 / j.molcel.2004.12.022 , czytaj online )
  60. (w) Saara Vainio, Paul-André Genest, Bas ter Riet Henri van Luenen i Piet Borst , „  Dowód na to, że białko wiążące J 2 jest hydroksylazą tymidynową Katalizującą pierwszy etap biosyntezy podstawy DNA J  ” , Molecular and Biochemical Parazytologia , t.  164 n O  2 , s.  157-161 ( PMID  19114062 , DOI  10,1016 / j.molbiopara.2008.12.001 , czytać online )
  61. (en) Padmanava Pradhan, Sampath Tirumala Xiaohong Liu, Jane M. Sayer, Donald M. Jerina i Herman JC Yeh , „  Solution structure of a Trans-Opened (10S) -da Adduct of (+) - (7 S , 8 R , 9 S , 10 R ) -7,8-Dihydroksy-9,10-epoksy-7,8,9,10-tetrahydrobenzo [ a ] piren in a Fully Complementary DNA Duplex: Evidence for a Major Syn Conformation  " , Biochemistry , vol.  40 N O  20, , s.  5870-5881 ( PMID  11352722 , DOI  10.1021 / bi002896q , czytaj online )
  62. (w) Thierry Douki Anne Reynaud-Angelin Jean Cadet i Evelyne Sage , „  Fotoprodukty bipirymidynowe bardziej niż uszkodzenia oksydacyjne są głównym rodzajem uszkodzeń DNA zaangażowanych w genotoksyczny wpływ słonecznego promieniowania UV  ” , Biochemistry , vol.  42 N O  30, , s.  9221-9226 ( PMID  12885257 , DOI  10.1021 / bi034593c , czytaj online )
  63. (w) Jean Cadet, Thierry Delatour Thierry Douki Didier Gasparutto, Jean-Pierre Pouget Jean-Luc Ravanat Sylvie Sauvaigo , „  Hydroksyl rodniki i uszkodzenie bazy DNA  ” , Mutation Research / Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis , tom.  424, n kość  1-2, , s.  9-21 ( PMID  10064846 , DOI  10.1016 / S0027-5107 (99) 00004-4 , czytaj online )
  64. (w) Kenneth B. Beckman i Bruce N. Ames , „  Oxidative Decay of DNA  ” , Journal of Biological Chemistry , tom.  272 n O  32, , s.  19633-19636 ( PMID  9289489 , DOI  10.1074 / jbc.272.32.19633 , czytaj online )
  65. (w) Kristoffer Valerie i Lawrence F Povirk , „  Regulacja i mechanizmy naprawy pęknięć podwójnej nici ssaków  ” , Oncogene , vol.  22 N O  37, , s.  5792-5812 ( PMID  12947387 , DOI  10.1038 / sj.onc.1206679 , czytaj online )
  66. (w) styczeń HJ Hoeijmakers , „  Uszkodzenia DNA, starzenie się i rak  ” , The New England Journal of Medicine , vol.  361 n O  15, , s.  1475-1485 ( PMID  19812404 , DOI  10.1056 / NEJMra0804615 , czytaj online )
  67. (w) Alex A. Freitas i João Pedro de Magalhães , „  Przegląd i ocena teorii starzenia się uszkodzeń DNA  ” , Mutation Research / Reviews in Mutation Research , vol.  728, nr .  1-2, , s.  12-22 ( PMID  21600302 , DOI  10.1016 / j.mrrev.2011.05.001 , czytaj online )
  68. (w) Lynnette R. Ferguson i William A. Denny , „  The genetyczna toksykologia acridines  ” , Mutation Research / Genetic Toxicology in Reviews , vol.  258 n O  2 , s.  123-160 ( PMID  1881402 , DOI  10.1016 / 0165-1110 (91) 90006-H , czytaj online )
  69. (w) Trent D Stephens, Carolyn JW Bunde i Bradley J Fillmore , Mechanism of action in thalidomide teratogenesis  " , Biochemical Pharmacology , tom.  59 N O  12, , s.  1489-1499 ( PMID  10799645 , DOI  10.1016 / S0006-2952 (99) 00388-3 , czytaj online )
  70. (w) Alan Jeffrey , „  Modyfikacja DNA przez chemiczne czynniki rakotwórcze  ” , Pharmacology & Therapeutics , tom.  28 N O  2 , s.  237-272 ( PMID  3936066 , DOI  10.1016 / 0163-7258 (85) 90013-0 , czytaj online )
  71. (w) MF Brana, Mr. Cacho Gradillas A., B. i A. Pascual-Teresa Ramos , „  Intercalators as Anticancer Drugs  ” , Current Pharmaceutical Design , Vol.  7, n O  17 , s.  1745-1780 ( PMID  11562309 , DOI  10.2174 / 1381612013397113 , czytaj online )
  72. (w) J. Craig Venter, Mark D. Adams, Eugene W. Myers, Peter W. Li, Richard J. Wall, G. Granger Sutton i in. , „  Sekwencja ludzkiego genomu  ” , Science , vol.  291 n O  5507, , s.  1304-1351 ( PMID  11181995 , DOI  10.1126 / science.1058040 , Bibcode  2001Sci ... 291.1304V , czytaj online )
  73. (w) March Albà , „  replikacyjne polimerazy DNA  ” , Genome Biology , vol.  2 n o  1, , recenzje3002.1–4 ( PMID  11178285 , PMCID  150442 , DOI  10.1186 / gb-2001-2-1-reviews3002 , czytaj online )
  74. (w) Y Whitney Yin i Thomas A. Steitz , „  Podstawy strukturalne przejścia od inicjacji do elongacji w transkrypcji T7 RNA Polymerase  ” , Science , tom.  298 n O  5597, , s.  1387-1395 ( PMID  12242451 , DOI  10.1126 / science.1077464 , czytaj online )
  75. (w) Martin Thanbichler Sherry C. Wang i Lucy Shapiro , „  Bakteryjny nukleoid: wysoce zorganizowana i dynamiczna struktura  ” , Journal of Cellular Biochemistry , tom.  96, n o  3, , s.  506-521 ( PMID  15988757 , DOI  10.1002 / jcb.20519 , czytaj online )
  76. (w) Tyra G. Wolfsberg, Johanna McEntyre i Gregory D. Schuler , „  Guide to the draft human genome  ” , Nature , vol.  409 n O  6822, , s.  824-826 ( PMID  11236998 , DOI  10.1038 / 35057000 , czytaj online )
  77. (w :) Gregory T. Ryan , „  Zagadka wartości C u roślin i zwierząt: przegląd podobieństw i apel o partnerstwo  ” , Annals of Botany , tom.  95, n o  1, , s.  133-146 ( PMID  15596463 , DOI  10.1093 / aob / mci009 , czytaj online )
  78. (w) Konsorcjum projektu ENCODE , „  Identyfikacja i analiza elementów funkcjonalnych w 1% ludzkiego genomu w ramach projektu pilotażowego ENCODE  ” , Nature , vol.  447 n O  7146, , s.  799-816 ( PMID  17571346 , PMCID  2212820 , DOI  10.1038 / nature05874 , Bibcode  2007Natur.447..799B , czytaj online )
  79. (w) Alison L Pidoux i Robin C. Allshire , „  Rola heterochromatyny w funkcji centromeru  ” , Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Series B, Biological Sciences , tom.  360 n O  1.455 , s.  569-579 ( PMID  15905142 , PMCID  1569473 , DOI  10.1098 / rstb.2004.1611 , czytaj online )
  80. (w) Paul Harrison, Hedi Hegyi Suganthi Balasubramanian, Pan Nicholas Luscombe, Paul Bertone, Nathaniel Echols, Ted Johnson i Mark Gerstein1 , „  Molecular Fossils in the Human Genome: Identification and Analysis of the pseudogenes in chromosomes 21 and 22  ” , Genome Research , tom.  12 N O  2 , s.  272-280 ( PMID  11827946 , PMCID  155275 , DOI  10.1101 / gr.207102 , czytaj online )
  81. (w) Paul Harrison i Mark Gerstein , „  Studying Genomes Through the Eons: Protein Families, pseudogenes and Proteome Evolution  ” , Journal of Molecular Biology , vol.  318 n O  5, , s.  1155-1174 ( PMID  12083509 , DOI  10.1016 / S0022-2836 (02) 00109-2 , czytaj online )
  82. (en) JM Harp, BL Hanson OF Timm i GJ Bunick , „  asymmetries in the nucleosome core particle at 2,5 Å  ” , Acta Crystallographica Section D , vol.  56 N O  12, , s.  1513-1534 ( PMID  11092917 , DOI  10.1107 / S0907444900011847 , czytaj online )
  83. (en) Lesa J. Beamer and Carl O. Pabo , „  Refined 1.8 Å crystal structure of the λ repressor-operator complex  ” , Journal of Molecular Biology , vol.  227 n o  1, , s.  177-196 ( PMID  1387915 , DOI  10.1016 / 0022-2836 (92) 90690-L , czytaj online )
  84. (w) K. Sandman, SL Pereira JN Reeve , „  Różnorodność prokariotycznych białek chromosomowych i pochodzenie nukleosomu  ” , Cellular and Molecular Life Sciences , tom.  54 N O  12, , s.  1350-1364 ( PMID  9893710 , DOI  10.1007 / s000180050259 , czytaj online )
  85. (w) Remus T. Lady , „  Rola białek związanych z nukleoidami w organizmie i zagęszczanie chromatyny bakteryjnej  ” , Molecular Microbiology , Vol.  56, n o  4, , s.  858-870 ( PMID  15853876 , DOI  10.1111 / j.1365-2958.2005.04598.x , czytaj online )
  86. (w) Karolin Luger, Armin W. Mader, Robin K. Richmond, David F. Sargent i Timothy J. Richmond , „  Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 A resolution  ” , Nature , vol.  389 n O  6648, , s.  251-260 ( PMID  9305837 , DOI  10.1038/38444 , czytaj online )
  87. (w) Thomas Jenuwein i C. David Allis , „  Translating the Histone Code  ” , Science , vol.  293 n O  5532, , s.  1074-1080 ( PMID  11498575 , DOI  10.1126 / science.1063127 , czytaj online )
  88. (w) T. Ito , „  Złożenie i przebudowa nukleosomu  ” , Aktualne tematy w mikrobiologii i immunologii , tom.  274, , s.  1-22 ( PMID  12596902 , DOI  10.1007 / 978-3-642-55747-7_1 , czytaj online )
  89. (w) OJ Thomas , „  HMG1 i 2: architektoniczne białka wiążące DNA  ” , Biochemical Society Transactions , tom.  29 N O  Pt 4 , s.  395-401 ( PMID  11497996 , DOI  10.1042 / bst0290395 , czytaj online )
  90. (w) Rudolf Grosschedl Klaus Giese i John Pagel , „  Białka domeny HMG: Elementy architektoniczne w montażu struktur nukleoproteinowych  ” , Trends in Genetics , tom.  10 N O  3, , s.  94-100 ( PMID  8178371 , DOI  10.1016 / 0168-9525 (94) 90232-1 , czytaj online )
  91. (w) Cristina Iftode, Yaron Daniely i James A. Borowiec , „  Replication Protein A (RPA): The Eukariotic SSB  ” , Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology , tom.  34, n o  3, , s.  141-180 ( PMID  10473346 , DOI  10.1080/10409239991209255 , czytaj online )
  92. (w) Lawrence C. Myers i Roger D. Kornberg , Mediator regulacji transkrypcji  " , Annual Review of Biochemistry , tom.  69, , s.  729-749 ( PMID  10966474 , DOI  10.1146 / annurev.biochem.69.1.729 , czytaj online )
  93. (w) Bruce M. Spiegelman i Reinhart Heinrich , „  Biological Control Transcriptional coactivators through Regulated  ” , Cell , tom.  119 n O  2 , s.  157-167 ( PMID  15479634 , DOI  10.1016 / j.cell.2004.09.037 , czytaj online )
  94. (w) Zirong Li, Sara Van Calcar Chunxu Qu, Webster K. Cavenee, Michael Q. Zhang i Bing Ren , „  Global A transcriptional regulatory role for c-Myc in Burkitt's lymphoma cells  ” , Proceedings of the National Academy of Sciences of Stany Zjednoczone Ameryki , vol.  100 n O  14 , s.  8164-8169 ( PMID  12808131 , PMCID  166200 , DOI  10.1073 / pnas.1332764100 , Bibcode  2003PNAS..100.8164L , czytaj online )
  95. (w) Dirk Kostrewa i Fritz K. Winkler , „  Mg 2+ Binding to the Active Site of Eco RV Endonuclease: A Study of Crystallographic complexes with DNA Substrate and Product at 2 Å Resolution  ” , Biochemistry , tom.  34 N O  2 ( PMID  7819264 , DOI  10.1021 / bi00002a036 , czytaj online )
  96. (w) TA Bickle i Kruger DH , „  Biology of DNA restiction  ” , Microbiological Reviews , tom.  57 N O  2 , s.  434-450 ( PMID  8336674 , PMCID  372918 , czytaj online )
  97. (in) Aidan J. Doherty i Se Won Suh , „  Strukturalna i mechanistyczna konserwacja ligaz DNA  ” , Nucleic Acids Research , tom.  28 N O  21 , s.  4051-4058 ( PMID  11058099 , PMCID  113121 , DOI  10.1093 / nar / 28.21.4051 , czytaj online )
  98. (w) AJ Schoeffler i JM Berger , „  Ostatnie postępy w zrozumieniu relacji struktura-funkcja w mechanizmie topoizomerazy typu II  ” , Biochemical Society Transactions , tom.  33 N O  Pt 6 , s.  1465-1470 ( PMID  16246147 , DOI  10.1042 / BST20051465 , czytaj online )
  99. (w) Narendra Tuteja i Renu Tuteja , „  Unraveling DNA Helicases  ” , European Journal of Biochemistry , tom.  271 n O  10, , s.  1849-1863 ( PMID  15128295 , DOI  10.1111 / j.1432-1033.2004.04094.x , czytaj online )
  100. (w) Catherine M. Joyce i Thomas A. Steitz , „  Struktura i funkcja polimerazy: wariacje na temat  ” , Journal of Bacteriology , vol.  177 n O  22 , s.  6321-6329 ( PMID  7592405 , PMCID  177480 , czytaj online )
  101. (w) Ulrich Hübscher Giovanni Maga Spadari Silvio , „  Eukariotyczne polimerazy DNA  ” , Annual Review of Biochemistry , vol.  71, , s.  133-163 ( PMID  12045093 , DOI  10.1146 / annurev.biochem.71.090501.150041 , czytaj online )
  102. (w) Aaron Johnson i Mike O'Donnell , „  Komórkowa replikaza DNA: składniki i dynamika w rozwidleniu replikacyjnym  ” , Annual Review of Biochemistry , tom.  74, , s.  283-315 ( PMID  15952889 , DOI  10.1146 / annurev.biochem.73.011303.073859 , czytaj online )
  103. (w) L. Tarrago-Litvak, Pan L Andreola, GA Nevinsky L. Sarih-Cottin i S. Litvak , „  Odwrotna transkryptaza HIV-1 od enzymologii do odpowiedzi terapeutycznej  ” , The FASEB Journal , Vol.  8, N O  8, , s.  497-503 ( PMID  7514143 , czytaj online )
  104. (w) Ernest Martinez , „  złożone multibiałko w transkrypcji genów eukariotycznych  ” , Plant Molecular Biology , tom.  50, n o  6, , s.  925-947 ( PMID  12516863 , DOI  10.1023 / A: 1021258713850 , czytaj online )
  105. (w) James H Thorpe, Benjamin C. Gale, Susana CM Teixeira i Christine J Cardin , „  Conformational and Hydration Effects of Site-Selective Sodium, Calcium and Strontium Ion Binding to the DNA Holliday Junction Structure (TCGGTACCGA) 4  ” , Dziennik of Molecular Biology , tom.  327 n o  1, , s.  97-109 ( PMID  12614611 , DOI  10.1016 / S0022-2836 (03) 00088-3 , czytaj online )
  106. (w) T. Cremer i C. Cremer , „  terytoria chromosomów, architektura jądrowa i regulacja genów w komórkach ssaków  ” , Nature Reviews Genetics , tom.  2, n O  4, , s.  292-301 ( PMID  11283701 , DOI  10.1038 / 35066075 , czytaj online )
  107. (w) Csaba Pál Balázs Papp i J. Martin Lercher , „  Zintegrowany pogląd na ewolucję białek  ” , Nature Reviews Genetics , vol.  7, n O  5, , s.  337-348 ( PMID  16619049 , DOI  10.1038 / nrg1838 , czytaj online )
  108. (w) Mark O'Driscoll i Penny A. Jeggo , „  Rola naprawy pęknięć dwuniciowych - wgląd w genetykę człowieka  ” , Nature Reviews Genetics , vol.  7, N O  1, , s.  45-54 ( PMID  16369571 , DOI  10.1038 / nrg1746 , czytaj online )
  109. (w) S. VISPE i Mr. Defais , Ssacze białko Rad51: odpowiednik RecA z funkcjami pleitropowymi  " , Biochemistry , vol.  79, bez kości  9-10, , s.  587-592 ( PMID  9466696 , DOI  10.1016 / S0300-9084 (97) 82007-X , czytaj online )
  110. (w) Matthew J. Neale i Scott Keeney , „  Wyjaśnianie mechaniki wymiany nici DNA w rekombinacji mejotycznej  ” , Nature , vol.  442 n O  7099, , s.  153-158 ( PMID  16838012 , DOI  10.1038 / nature04885 , czytaj online )
  111. (w) Mark J. Dickman, Stuart M. Ingleston, Svetlana E. Sedelnikova, John B. Rafferty, Robert G. Lloyd, Jane A. Grasby i David P. Hornby , „  The RuvABC resolvasome  ” , European Journal of Biochemistry , lot.  269 n O  22 , s.  5492-5501 ( PMID  12423347 , DOI  10.1046 / j.1432-1033.2002.03250.x , czytaj online )
  112. (in) „  Transpozaza  ” na PDB-101 , (dostęp 23 marca 2015 ) DOI : 10.2210 / rcsb_pdb / mom_2006_12
  113. (w) Phillip Sanmiguel i Jeffrey L. Bennetzen , „  Dowody na to, że niedawny wzrost wielkości genomu kukurydzy był spowodowany masową amplifikacją intergenicznych retrotranspozonów  ” , Annals of Botany , tom.  82, n o  Supplement A , s.  37-44 ( DOI  10.1006 / anbo.1998.0746 , czytaj online )
  114. (w) Wanlong Li, Peng Zhang, John P. Fellers, Bernd Friebe i Bikram S. Gill , „  Skład sekwencji, organizacja i ewolucja rdzenia genomu Triticeae  ” , The Plant Journal , vol.  40, n o  4, , s.  500-511 ( PMID  15500466 , DOI  10.1111 / j.1365-313X.2004.02228.x , czytaj online )
  115. (w) International Human Genome Sequencing Consortium , „  Initial sequencing and analysis of the human genome  ” , Nature , vol.  409 n O  6822, , s.  860-921 ( PMID  11237011 , DOI  10.1038 / 35057062 , Bibcode  2001Natur.409..860L , czytaj online )
  116. (w) Etienne Bucher, Jon i Mary Reinders Mirouze , „  Epigenetyczna kontrola transkrypcji i mobilności transpozonów w Arabidopsis  ” , Current Opinion in Plant Biology , tom.  15 N O  6, , s.  503-510 ( PMID  22940592 , DOI  10.1016 / j.pbi.2012.08.006 , czytaj online )
  117. (w) David R. edgel Marlene Belfort i David A. Shub , „  Barriers to Intron Promiscuity in Bacteria  ” , Journal of Bacteriology , tom.  182 n O  19, , s.  5281-5289 ( PMID  10986228 , PMCID  110968 , DOI  10.1128 / JB.182.19.5281-5289.2000 , czytaj online )
  118. (w) Linus Sandegren i Britt-Marie Sjöberg , „  Dystrybucja, homologia sekwencji i naprowadzanie intronów grupy I wśród bakteriofagów podobnych do T-parzystych: dowody na niedawny transfer starych intronów  ” , Journal of Biological Chemistry , vol.  279 n O  21 , s.  22218-22227 ( PMID  15026408 , DOI  10.1074 / jbc.M400929200 , czytaj online )
  119. (w) Richard P. Bonocora i David A. Shub , „  Samosplicing Group I intron in DNA Polymerase Genes of T7-Like Bacteriophages  ” , Journal of Bacteriology , tom.  186 n O  23, , s.  8153-8155 ( PMID  15547290 , PMCID  529087 , DOI  10.1128 / JB.186.23.8153-8155.2004 , czytaj online )
  120. (w) Chia-Ni Lee Juey-Wen Lin, Shu-Fen Weng i Yi-Hsiung Tseng , „  Genomic Characterization of the Intron-Contron-Contron-Phage-Like phiL7 of Xanthomonas campestris  ” , Applied and Environmental Microbiology , tom.  75 N O  24, , s.  7828-7837 ( PMID  19854925 , PMCID  2794104 , DOI  10.1128 / AEM.01214-09 , czytaj online )
  121. (w) C. Gyles i P. Boerlin , „  Poziomo przenoszone elementy genetyczne i ich rola w patogenezie choroby bakteryjnej  ” , Veterinary Pathology , tom.  51 N O  2 , s.  328-340 ( PMID  24318976 , DOI  10.1177 / 0300985813511131 , czytaj online )
  122. (w) Gauri A. Naik, Lata N. Bhat, Dr. BA Chopade i JM Lynch , Transfer of szerokiego zakresu gospodarzy antybiotykoopornych plazmidów w glebie Microcosms  " , Current Microbiology , vol.  28 N O  4, , s.  209-215 ( DOI  10.1007 / BF01575963 , czytaj online )
  123. (w) Marian Varga, Lucie Kuntová Roman Pantůček Ivana Mašlaňová, Vladislava Růžičková i Jiří Doškař , Efficient transfer of antybiotykoporność plazmidów przez transdukcję W metycylinie opornym Staphylococcus aureus USA300 clone  " , FEMS Microbiology Letters , Vol.  332 n O  2 , s.  146-152 ( PMID  22553940 , DOI  10.1111 / j.1574-6968.2012.02589.x , czytaj online )
  124. (w) Gerald F. Joyce , „  The antiquity of RNA-based Evolution  ” , Nature , vol.  418 n O  6894, , s.  214-221 ( PMID  12110897 , DOI  10.1038 / 418214a , Bibcode  2002Natur.418..214J , czytaj online )
  125. (w) Leslie E. Orgel , „  Prebiotic Chemistry and the Origin of the RNA World  ” , Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology , tom.  39 N O  2 , s.  99-123 ( PMID  15217990 , DOI  10.1080/10409230490460765 , czytaj online )
  126. (w) R. John Davenport , „  Rybozymes. Tworzenie kopii w świecie RNA  ” , Science , vol.  292 n O  5520, , s.  1278 ( PMID  11360970 , DOI  10.1126 / science.292.5520.1278a , czytaj online )
  127. (w) E. Szathmáry , „  Jaka jest optymalna wielkość alfabetu genetycznego  ” , Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America , vol.  89, n o  7, , s.  2614-2618 ( PMID  1372984 , PMCID  48712 , DOI  10.1073 / pnas.89.7.2614 , Bibcode  1992PNAS ... 89.2614S , czytaj online )
  128. (w) Russell H. Vreeland, William D. Rosenzweig i Dennis W. Powers , „  Izolacja 250-milionowej bakterii tolerującej sól z pierwotnego kryształu soli  ” , Nature , vol.  407 n O  6806, , s.  897-900 ( PMID  11057666 , DOI  10.1038 / 35038060 , czytaj online )
  129. (w) Martin B. Hebsgaard, Matthew J. Phillips i Eske Willerslevemail , „  Ancient DNA Geologically: fact or artefact  » , Trends in Microbiology , tom.  13 N O  5, , s.  212-220 ( PMID  15866038 , DOI  10.1016 / j.tim.2005.03.010 , czytaj online )
  130. (w :) David C. Nickle, Gerald H. Learn, Matthew W. Rain, James I. Mullins i John E. Mittler , „  Curiously modern DNA for a„ 250-milion-year ”bakteria  ” , Journal of Molecular Evolution , vol.  54, n o  1, , s.  134-137 ( PMID  11734907 , DOI  10.1007 / s00239-001-0025-x , czytaj online )
  131. (w :) Michael P. Callahan, Karen E. Smith, H. James Cleaves II, Josef Ruzicka, Jennifer C. Stern, Daniel P. Glavin, Christopher H. House i Jason P. Dworkin , „  Carbonaceous meteorites Contain a wide- zakres pozaziemskich zasad nukleinowych  ” , Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America , vol.  108 n O  34, , s.  13995-13998 ( PMID  21836052 , PMCID  3161613 , DOI  10.1073 / pnas.1106493108 , czytaj online )
  132. (w) „  NASA Researchers: DNA Building Blocks Can Be Made in Space  ” na www.nasa.gov , NASA, (dostęp 22 marca 2015 r. )  : „  Odkrycie dodaje coraz więcej dowodów na to, że chemia wewnątrz asteroid i komet jest zdolna do wytwarzania cegiełek niezbędnych do biologicznych cząsteczek.  "
  133. (w) „  Bloki budulcowe DNA można tworzyć w kosmosie, NASA sugeruje dowody  ” na ScienceDaily.com , (dostęp 22 marca 2015 )  : „  Badania potwierdzają teorię, że„ zestaw ”gotowych części utworzonych w kosmosie i dostarczonych na Ziemię w wyniku uderzenia meteorytu i komety pomógł w powstaniu życia.  "
  134. (w) Ruth Marlaire, „  NASA Ames Reproduces the Building Blocks of Life in Laboratory  ” na www.nasa.gov , (dostęp 22 marca 2015 )  :„  Próbka lodu jest przechowywana w komorze próżniowej w temperaturze około -440 stopni Fahrenheita, gdzie jest naświetlana wysokoenergetycznymi fotonami UV z lampy wodorowej. Bombardujące fotony przerywają wiązania chemiczne w próbkach lodu i powodują tworzenie nowych związków, takich jak uracyl.  "
  135. (w) Yukihisa Katsumoto, Masako Fukuchi-Mizutani Yuko Fukui, Filippa Brugliera, Timothy A. Holton Mirko Karan, Noriko Nakamura Keiko Yonekura-Sakakibara, Junichi Togami Alix Pigeaire, Guo-Qing Tao, S. Narender Luihra, , Barry K. Dyson, Shinzo Tsuda, Toshihiko Ashikari, Takaaki Kusumi, John G. Mason i Yoshikazu Tanaka , „  Engineering of the Rose Flavonoid Biosynthetic Path Successfully Generated Blue-Hued Flowers Accumulating Delphinidin  ” , Plant & Cell Physiology , lot.  48 N O  11 , s.  1589-1600 ( PMID  17925311 , DOI  10.1093 / pcp / pcm131 , czytaj online )