左旋和左手螺旋是一个意思吗,DNA的超螺旋结构是怎么样的,请详细一点谢谢

1个回答

  • 不是.

    左手螺旋是物理里的安培定则:已知电流方向和磁感线方向,判断通电导体在磁场中受力方向,如电动机.

    左手定则内容:

    张开左手,让手心对着磁极N,让磁感线垂直穿过手心,大拇指与其余4指在同一平面垂直,4根手指方向是电流方向,此时大拇指所指的方向就是该通电导体在磁场中的运动方向.

    左手定则可用于研究通电导体在磁场中的运动方向.

    而左旋是指左手方向或逆时针方向旋转——主要用于光的偏振面

    DNA超螺旋是DNA在形成双链以后再次螺旋形成的,有正超螺旋,负超螺旋.一般的生命体是负超螺旋,可以减少DNA螺旋的圈数.正超螺旋可以增加螺旋数,有些细菌和病毒是正超螺旋

    左手螺旋就是右手螺旋推理来的.其实安培定则说的是右手螺旋.简化定义名称要在不产生歧义的情况下,左手螺旋还是别简化的好.

    正超螺旋:两股以右旋方向缠绕的螺旋,在外力往紧缠的方向捻转时,会产生一个左旋的超螺旋,以解除外力捻转造成的胁变.这样形成的螺旋为正超螺旋.

    负超螺旋:两股以右旋方向缠绕的螺旋在外力向松缠的方向捻转时,产生一个右旋的超螺旋以解除外力捻转造成的胁迫.这样形成的超螺旋为负超螺旋

    不知道这样你听的懂吗?其实你自己可以用一跟长点的绳子做一个类似的实验的.将绳子两端打结.然后按照DNA双螺旋方向打转.当绳子转到一定程度后螺旋的绳子会产生一个反方向的自动螺旋,这样更有利于你理解这些理论式的定义

    不过我不知道你所说那句正超螺旋和负超螺旋说的是“L的正负还是W的正负”呢

    是什么意思.如果能讲的清楚点,就更好了

    哦.那现在说说DNA的拓扑学特性,其实我也不是很懂.互相学习吧.

    首先以一260 bp双链线形B-DNA为例,此DNA在松弛时,螺旋数为25(260/10.4),首尾连接成环形后,为一松弛环形DNA,并处于最稳定状态.若将此线形DNA先拧松2个连环再连成环形,则可以形成两种环形DNA,一种称为松弛解链环形DNA;另一种环形DNA称为超螺旋DNA,其螺旋周数为25,有2个负超螺旋.这个例子为读者所熟悉(参见沈同《生物化学》第2版 上册 P340 图5-8).

    由此引入拓扑学参数:

    1. 连环数(Linking number):在双螺旋DNA中,一条链以右手螺旋绕另一条链缠绕的次数,以 L 表示,其计数方法为处于松弛环形DNA时的螺旋周数,肯定为整数,右手螺旋为正、左手螺旋为负.

    2.缠绕数(Twisting number):即DNA分子中的Watson-Crick螺旋周数,以 T 表示,其数值可直接在处于最稳定状态下的双链环形(或超螺旋形式)DNA中的实际螺旋周数计数得到,不一定是整数,右手螺旋为正,左手螺旋为负.

    3.超螺旋数 或 纽数(Writhing number):其数值有公式 L=T+W 计算得到,以W表示,不一定为整数.左手超螺旋为正,右手超螺旋为负.

    从上面的参数可以看出(此点解释见后).

    4.比连环差:为双链DNA的超螺旋密度.由公式 λ = L - Lo / Lo 得到(Lo的定义见后).

    二.DNA双链的拓扑学特征形成原理

    当一段线形DNA双链的bp值确定后,将其变为环形,此时 L=T=Lo,W=0,这个Lo即是此线形DNA最稳定状态下的连环数,称为最适连环数(Optimum Linking number),此值由此线形DNA的本身性质(bp数、各链的张力及由此体现出的整体的弹性模量).各链的张力究其根源是由两主链上的化学键具有部分的刚性特征而表现出的.实际上弹性模量与双链DNA的核苷酸组成直接相关.对于特定的DNA群,其整体弹性模量水平确定,则其Lo由公式计算 Lo = N / K,N为双链DNA的bp总数,K为形成1个完整的最稳定螺旋所需的bp数,对于B-DNA此值为K=10.4,A-DNA的K=11.0,Z-DNA的 K=12.0,K值表征此特定DNA的整体弹性模量水平,K值越大,各链张力越小;K值越小,各链张力越大.

    这里应该指出对于松弛环形DNA,由于 L = T,故可以用 N / L 表征整体的弹性模量,严格意义下应该以 N / T 来表征.而对于存在超螺旋时,必须以 Ki = N / T 表征此量.

    对于已知N值的特定线形DNA的 Lo = N / K(可以整除);Lo = [N / K] + 1(不能整除).其中[N / K]表示取整数部分.故对于后一种情况,从线形变为环形后多少都存在一点正超螺旋,λ= 1 – {N / K} / (N / K),其中{N / K}表示取小数部分.但对于N很大的情况下可认为λ趋向于0,故对于本文所讨论的情况下,认为仍然由Lo = N / K 计算,此时的环形DNA最稳定.如果减少连环数值至L,则此松弛环形DNA的 Ki = N / L> K,DNA链过于松弛,使整体弹性模量偏离能量最低状态,由于整体弹性模量刚性特点,仍要使整体回复原来的弹性水平K,故必须引入负超螺旋以增加 T = L – W,这样使 Ki = N / T 仍回复到接近K(即使T接近Lo).事实上不可能完全回复,故T 介于L 和Lo之间,更接近于Lo,但N很大时可认为此时T = Lo,处于完全回复状态.W = L – T = L – Lo < 0,为负超螺旋.同理,当L变大时,N / L < K,使DNA双链过于紧缠,故也偏离能量最低状态,引入正超螺旋,使T 介于Lo 和L之间,更接近于Lo,但当N很大时可认为此时T = Lo,处于完全回复状态.W = L – T = L – Lo >0,为正超螺旋.

    在此有必要对超螺旋的正、负的实际意义作一下解释,对照原文解释:the supercoils introduced by underwinding are called “negitive”, while the supercoils introduced by overwinding are called “positive”.并没有提到超螺旋的手性与正负的关系.根据原文当原始螺旋为右手螺旋时,左手的超螺旋为正,右手的超螺旋为负;当原始螺旋为左手螺旋时,右手的超螺旋为正,左手的超螺旋为负.但前面已定义右手螺旋为正,左手螺旋为负,那么无论原始螺旋手性如何,左手超螺旋为正,右手超螺旋为负.两种说法一致,后者更有利计算的统一.

    另外对K值作一些补充,在实际的DNA分子中对于K值的轻微变化可以不作出调整,K值可以在一定的范围内波动,超出范围即作出调整,引入超螺旋,一般对于K值变小作出的反应比K值增大来得敏感,因为K值变小时变化单位K值所引起的能量偏离更大.

    那么为何右手螺旋时,其正超螺旋为左手螺旋?这是由能量最低原理决定的,因为与原螺旋系手性相反的超螺旋才可能有松弛作用,手性相同的超螺旋才可能有紧拧作用,故正超螺旋为左手,负超螺旋为左手.这可由简单的实验模拟即可证明.另外当 L 增大或减小时,T都保持趋近于Lo的状态,当然不可能完全等于Lo,仅当N较大时,认为 T = Lo.

    以上均是从环形双链DNA出发所作的解释,但以上结论对处于长度极大的DNA链中的一段特定线形双链DNA也适用,因为直线是半径无限大的圆的圆周.这样以上理论也可在真核生物染色体DNA的复制、转录中涉及拓扑学特性的问题中加以应用.另外在实验中常利用DNA分子的超螺旋数目差异通过超速离心或凝胶电泳加以区分,且有较高精度,已到达0.1或更高水平.

    这是我找的一些资料,这些对我来说都有些深了,希望你能看的懂,我也还在学习中……