Почему ДНК антипараллельна? Можно параллельно?

Интересно, что да. Проблема с параллельными цепями заключается в том, что ДНК не спаривается известным образом, как это происходит, когда она объединена антипараллельно (или пары Уотсона-Крика). Я нашел разные изображения, иллюстрирующие проблемы:

Оба изображения взяты из этого сообщения в блоге (первоначально из цитируемой там публикации, которая недоступна в Интернете). Оба изображения показывают искаженную структуру ДНК.

В этой статье (« ЯМР-структура дуплекса с параллельными цепями ДНК с атомным разрешением ») показано более схематичное решение этой проблемы, демонстрирующее отдельные пары. C и G не могут создать 3 водородные связи, как они это делают в паре Уотсона-Крика.

На подрисунке А и С показаны пары Уотсона-Крика, остальные взяты из параллельных привязок.

Эти изменения в структуре нарушают функцию ДНК (которая, например, зависит от обратной цепи для корректуры). Ферменты, которые реплицируют, транскрибируют, восстанавливают и т. д. ДНК, не будут работать с этой измененной структурой, так как их функция зависит от структурных особенностей ДНК.

Я думаю, что одна интересная возможность заключается в том, что с помощью ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ конструкции очень сложно создавать «интересные» конструкции. Это не важно для самой ДНК, но критично для молекул РНК сейчас... и тем более исторически в «мире РНК». Учтите: при создании структуры с использованием АНТИПАРАЛЛЕЛЬНОГО спаривания все, что нужно нуклеиновой кислоте, — это «повернуться» на 180 градусов (известный как «поворот на шпильку»), прежде чем она сможет спариться сама с собой (т. е. сформировать исходную структуру). Это хорошо иллюстрируется тРНК http://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/structure/tRNA/trna_intro.htm .

Теперь попробуйте нарисовать структуру, подобную тРНК, с помощью ПАРАЛЛЕЛЬНОГО спаривания: нить должна совершить ПОЛНЫЙ поворот на 360 градусов, прежде чем сможет самостоятельно спариться. Это расточительно и, возможно, даже невозможно без большого количества добавленной последовательности. Поскольку большинство людей признают, что в начале жизни были РНК или РНК-подобные молекулы, которые были как функциональными (что требует осмысленной формы ), так и «кодирующим» (последовательность ДНК или РНК), если формы были чрезмерно запутанными или не могли формироваться, жизнь не могу начать.

Это было бы эволюционным, а не структурным аргументом против параллельных структур.

Здесь есть еще одна проблема, более биологическая. В общем, ферменты, которые реплицируют и «считывают» ДНК, движутся в одном направлении вдоль единственной нити ДНК, с которой они работают. Тот факт, что другая цепь ДНК работает в противоположном направлении, делает невозможным для этих ферментов переход с одной цепи на другую и гарантирует, что они работают с правильной информацией для выполнения своей работы. Если бы нити ДНК были параллельны, ферменты, скорее всего, прикрепились бы к локусу, а затем случайно считывали бы информацию с любой нити, и полученная информация была бы чепухой. Таким образом, хотя иметь параллельную ДНК химически возможно, биологическая система, основанная на параллельной ДНК, была бы в невыгодном конкурентном положении, и поэтому, если бы они когда-либо возникли,