图 1. (A) 起始 DNA 序列,其中包含目标碱基对 (A:T)。(B) 腺嘌呤碱基编辑器 (ABE) 由进化的 TadA* 脱氨酶 (淡紫色) 和部分失活的 CRISPR-Cas 酶 (灰色) 组成。碱基编辑器与与向导 RNA (洋红色) 互补的目标序列结合,并暴露一段单链 DNA。(C) 脱氨酶将目标腺嘌呤转化为肌苷 (DNA 聚合酶将其读取为鸟嘌呤),Cas 酶切口 (▲) 另一条链。(D) 切口链被修复,完成从 A:T 到 G:C 碱基对的转换。
基于互补氢键碱基配对的核酸高度复杂的分子识别能力导致了 DNA 纳米技术研究领域的迅猛发展。1 通过控制 DNA 杂交和结构以响应诸如 DNA/RNA 结合、pH 变化和光照射等刺激,已经创建了大量 DNA 纳米设备、传感器和分子机器。2 金属离子也可用作外部刺激来调节 DNA 结构和功能,特别是通过利用金属介导的非自然碱基配对。3 通过与桥接金属离子络合,两个相反的配体型核碱基类似物之间形成金属介导的人工碱基对。金属介导的碱基配对通常可以稳定 DNA 双链,从而以金属依赖的方式控制 DNA 杂交。为了通过金属络合有效地切换 DNA 功能,我们最近建立了一种新的概念,即双面 5-修饰嘧啶核碱基的金属介导碱基对切换。 4 – 7 双面碱基,如 5-羟基尿嘧啶 ( U OH ) 4,5 和 5-羧基尿嘧啶 ( caU ) 6 被设计成在金属介导的自碱基对 (例如, U OH – Gd III – U OH ) 中形成
胸腺嘧啶和鸟嘌呤与胞嘧啶配对。腺嘌呤和胸腺嘧啶是互补碱基对。同样,胞嘧啶和鸟嘌呤也是互补碱基对。DNA的这一特性称为互补性。DNA分子中腺嘌呤的数量等于胸腺嘧啶,鸟嘌呤的数量等于胞嘧啶。腺嘌呤和胸腺嘧啶通过两个氢键连接,胞嘧啶和鸟嘌呤通过三个氢键连接。一条多核苷酸链的碱基序列决定了另一条链的碱基序列。因此,这两条链被认为是互补的。 这两条链本质上是反向平行的。一条链有3个碳
bp:碱基对 CRISPR:成簇的规律间隔的短回文重复序列 Cas:CRISPR 相关系统 DNA:脱氧核糖核酸 DSB:双链断裂 GE:基因工程 GEd:基因编辑 EPA:环境保护法 HDR:同源定向修复 HR:同源重组 Indel:插入/删除 kbp:千碱基对 MN:巨核酸酶 NHEJ:非同源末端连接 nt:核苷酸 ODM:寡核苷酸定向诱变 PN:可编程核酸酶 rDNA:重组 DNA RGENs:RNA 引导的工程核酸酶 SSB:单链断裂 SDN:定点核酸酶 TALEN:转录激活因子样效应核酸酶 ZFN:锌指核酸酶 ZFP :锌指蛋白
背景:分子生物学,遗传学和基因组学的领域处于关键关头 - 历史上的时刻,知识和方法的结合使在细胞和生物中编辑特定的碱基对或DNA的碱基对或具有难以置信的有用。簇的定期间隔短的短质体重复重复(CRISPR)基因组编辑,再加上计算和进一步能力的进步,已经启动了一个新时代,我们不仅可以诊断人类的分歧,甚至可以预测基于个人遗传学的个体敏捷性,还可以预测基于个人遗传学的信息。同样,我们既可以识别和快速改变负责植物特征的基因,从而改变农业研究和植物育种的速度。这项技术融合的应用是深远而遥远的 - 现在它们正在努力。自publica-
这种形式的差异与与 - 每回合DNA螺旋的基本对数量相关联。- 每个碱基对之间的角度。- 螺旋宽度或直径DNA分子。- 双螺旋的手[左右]。DNA(A-DNA)的A形式
突变是生物体基因组 DNA 序列的变化。这些改变可能是自然发生的,也可能是由于环境因素造成的,它们在进化和遗传多样性过程中起着至关重要的作用。本文探讨了突变的类型、原因和后果,以及它们在医学、农业和进化生物学等各个领域的意义。突变可以根据其性质和涉及的遗传物质的程度进行分类。这些涉及 DNA 序列中单个核苷酸碱基对的变化。点突变可以更进一步。一个碱基被另一个碱基取代。这可能导致沉默突变(蛋白质没有变化)、错义突变(产生不同的氨基酸)或无义突变(产生过早的终止密码子)。增加或丢失一个或多个核苷酸碱基对,如果它们发生在蛋白质编码区,则可能导致移码突变,通常导致无功能蛋白质 [1,2]。
图 S4:在“计算 T 跳跃”实验中,对所有四个序列的慢速(解离)和快速(磨损)响应的指数拟合。从 120 个独立的 1 µ s 模拟中,我们通过记录中心沃森-克里克碱基对完整的序列分数随时间的变化来汇编慢速响应数据,并通过记录两个末端沃森-克里克碱基对完整的序列分数随时间的变化来汇编快速响应数据。如果两个互补碱基的质心位于 1.3 nm 的线性距离内,我们定义沃森-克里克碱基对为完整的。我们通过将衰减指数拟合为结合 A:T 末端分数随时间的变化来提取 k fast d 的计算估计值 f unfrayed ( t ) = exp( − k fast dt ) 。类似地,我们通过将衰减指数拟合到杂交序列分数与时间的函数 f hybridized ( t ) = exp( − k slow dt ) 来提取 k slow d 的计算估计值。我们在每个面板的图例中报告了模型与对数空间中的数据的最小二乘线性拟合的判定系数 R 2 (即,log ( f ) = − kdt ),并且数据绘制在对数线性轴上以便于直观地比较拟合值。在所有情况下,我们都观察到模型与数据的极好拟合,所有 R 2 > 0.88,除了在最低温度 T m - 5 K 下的慢响应,其中解离事件稀疏。