В биохимии два биополимера являются антипараллельными, если они идут параллельно друг другу, но с противоположной направленностью (выравниваниями). Примером являются две комплементарные нити двойной спирали ДНК , которые идут в противоположных направлениях рядом друг с другом.
Молекулы нуклеиновых кислот имеют фосфорильный (5') конец и гидроксильный (3') конец. Эта нотация следует из номенклатуры органической химии и может использоваться для определения движения ферментов, таких как ДНК-полимеразы, относительно цепи ДНК непроизвольным образом.
_structure.png/1280px-G-quadruplex_(G4)_structure.png)
G-квадруплексы , также известные как G4 ДНК, являются вторичными структурами, обнаруженными в нуклеиновых кислотах, которые богаты гуанином . [1] Эти структуры обычно расположены на теломерах (концах хромосом ) . G-квадруплекс может быть как параллельным, так и антипараллельным в зависимости от конфигурации петли, которая является компонентом структуры. Если все нити ДНК идут в одном направлении, он называется параллельным квадруплексом и известен как переворот нити/пропеллер, соединяющий соседние параллельные нити. Если одна или несколько нитей ДНК идут в противоположном направлении, он называется антипараллельным квадруплексом и может быть либо в форме латерального/ребристого, соединяющего соседние антипараллельные нити, либо диагонального, соединяющего две диагонально противоположные нити. [2] Структура этих G-квадруплексов может быть определена катионом.
В ДНК 5'- углерод расположен в верхней части ведущей нити , а 3'-углерод расположен в нижней части отстающей нити . Последовательности нуклеиновых кислот комплементарны и параллельны, но они идут в противоположных направлениях, отсюда и обозначение антипараллельные. [3] Антипараллельная структура ДНК важна для репликации ДНК , поскольку она реплицирует ведущую нить в одном направлении, а отстающую — в другом. Во время репликации ДНК ведущая нить реплицируется непрерывно, тогда как отстающая нить реплицируется сегментами, известными как фрагменты Оказаки .
Важность антипараллельной структуры двойной спирали ДНК обусловлена ее водородными связями между комплементарными азотистыми парами оснований . Если бы структура ДНК была параллельной, водородные связи были бы невозможны, поскольку пары оснований не были бы спарены известным образом. [4] Четыре пары оснований: аденин , гуанин , цитозин и тимин , где аденин дополняет тимин, а гуанин дополняет цитозин. Транскрипция была бы еще одной проблемой, если бы структура ДНК была параллельной, что делало бы бессмысленной информацию, считываемую с ДНК. Это в дальнейшем привело бы к производству неправильных белков. [5]
Полипептиды имеют N-конец и C-конец , которые относятся к концам полимера таким образом, что отражают направление, в котором был синтезирован полимер . Хронологическая последовательность каждой субъединицы аминокислот является основой для обозначения направленности в полипептидах; данный белок может быть представлен как его набор уникальных сокращений аминокислот в пределах N-конца и C-конца.
Многие белки могут принимать бета-слои как часть своей вторичной структуры . В бета-слоях секции одного полипептида могут идти бок о бок и антипараллельно друг другу, чтобы обеспечить водородные связи между их цепями остова . Бета-слои также могут быть как параллельной, так и антипараллельной вторичной структурой. Однако антипараллельный бета-слои значительно более стабильны, чем параллельная структура, из-за их хорошо выровненных водородных связей , которые находятся под углом 90°. [6]