結構生物化學/核酸/DNA/迴文序列

迴文序列

迴文序列是由DNA和/或RNA雙螺旋中的核酸組成的序列，從一條鏈的5'端到3'端讀取與另一條互補鏈的5'端到3'端讀取相同。它也被稱為迴文或反向反轉序列。

DNA雙螺旋中核苷酸的配對是互補的，其中腺嘌呤（A）與DNA中的胸腺嘧啶（T）或RNA中的尿嘧啶（U）配對，而胞嘧啶（C）與鳥嘌呤（G）配對。因此，如果一個序列是迴文，一條鏈的核苷酸序列將與其反向互補鏈相同。迴文序列的一個例子是5'-GGATCC-3'，其互補鏈為3'-CCTAGG-5'。這是限制性內切酶BamHI結合並切割特定切割位點的序列。當反向讀取互補鏈時，序列為5'-GGATCC-3'，與第一個序列相同，使其成為迴文序列。

另一種稱為EcoR1的限制性內切酶識別並切割以下回文序列

5' – G A A T T C – 3’ 3’ – C T T A A G – 5’

迴文

序列與蛋白質結構的關係

許多研究人員研究了迴文序列與蛋白質結構之間的關係。研究表明，迴文序列（也稱為迴文肽）在蛋白質序列中頻繁出現並非偶然。科學家認為這些序列對於不同蛋白質的蛋白質結構和蛋白質功能很重要。這些蛋白質組中的一些包括DNA結合蛋白、離子通道和視紫紅質、金屬結合蛋白和受體等。透過將回文與資料庫中的設定序列進行比較，科學家可以嘗試找到迴文序列的作用。

迴文序列中正在研究的另一個主題是迴文序列的對稱性是否影響肽的結構和摺疊。一個假設是，透過反轉序列，得到的摺疊將是原始摺疊的映象。結論指出，由於原始蛋白和反轉蛋白具有相同的氨基酸組成，導致相似的疏水-親水模式，因此反轉序列導致相同的摺疊，而不是映象摺疊。由研究指導的另一個假設是，透過反轉序列，摺疊可能會改變或可能被破壞。這表明反向排序的相似性並不反映結構相似性，這意味著它們不形成對稱的蛋白質結構。

對酵母基因組不穩定性的影響

迴文序列與不同生物體中不同的基因組重排相關，具體取決於重複序列的長度。較短的迴文序列（小於30 bp）非常穩定，而較長的序列在體內不穩定。這些序列出現在真核生物和原核生物中。這些序列還增加了同源序列之間染色體間和染色體內重組的可能性。由於單鏈DNA中的鹼基配對，迴文序列可以形成髮夾結構。這些結構可以作為結構特異性核酸酶和修復酶的底物，這些酶會導致DNA雙鏈斷裂。這反過來又會導致基因組材料丟失，從而導致減數分裂重組。對酵母中插入的140 bp長的突變回文序列的研究表明，它降低了減數分裂後的分離率，並提高了基因轉換率，而較短的序列則相反。研究還發現，在減數分裂過程中，長140 bp的迴文序列會誘導雙鏈斷裂。在長的髮夾結構中，整個莖環沒有被覆蓋，並且處理內切酶暴露，這使得環中出現缺口。這種缺口產生了一個間隙，該間隙由野生型鏈修復。減數分裂過程中雙鏈斷裂的誘導是導致基因組不穩定的原因。

蛋白質中迴文序列的可能性

沒有大量研究關注迴文序列在蛋白質中的重要性，但有一些研究告訴我們很多關於迴文序列與蛋白質功能之間關係的資訊。但通過了解這些迴文序列的實際形成及其特性，研究人員可以將這些序列與功能聯絡起來。已經發現，降低氨基酸組成複雜性會增加回文序列的可能性。下一步涉及蛋白質中迴文序列的可能性，這可能是由於迴文形成α螺旋的頻率較高。

參考文獻

(c) Acdx，來自維基共享資源<http://commons.wikimedia.org/wiki/File:DNA_palindrome.svg/>

Jankowski, Craig, Dilip K. Nag, and Farooq Nasar. "Long Palindromic Sequences Induce Double-Strand Breaks during Meiosis in Yeast." National Center for Biotechnology Information. U.S. National Library of Medicine, 20 May 2000. Web. 7 Dec. 2012. <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC85638/>.

"Palindromic Sequences." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 11 Aug. 2012. Web. 07 Dec. 2012. <http://en.wikipedia.org/wiki/Palindromic_sequences>.

Sheari, Armita, Mehdi Kargar, Ali Katanforoush, Shahriar Arab, Mehdi Sadeghi, Hamid Pezeshk, Changiz Eslahchi, and Sayed-Amir Marashi. "A Tale of Two Symmetrical Tails: Structural and Functional Characteristics of Palindromes in Proteins." National Center for Biotechnology Information. U.S. National Library of Medicine, 11 June 2008. Web. 07 Dec. 2012. <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2474621/>.