Węzły i sploty DNA

Dobrowolski, J. Cz.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Węzły i sploty DNA

Autorzy

Dobrowolski J. Cz.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

https://ichp.vot.pl/index.php/p

Identyfikatory

Warianty tytułu

DNA knots and links

Języki publikacji

Abstrakty

Przedstawiono przegląd literatury poświęconej węzłom i splotom (katenanom) DNA. Węzły stanowią splątane struktury cykliczne, a sploty to co najmniej dwie struktury cykliczne przeplecione wzajemnie tak jak ogniwa łańcucha, które w żadnym rzucie na płaszczyznę nie mogą być przedstawione jako zamknięte krzywe bez samoprzecięć (skrzyżowań). Podano przykłady węzłów i splotów powstających w procesach re-plikacji i rekombinacji DNA oraz przybliżono metody ich badania. Omówiono też zmierzające do określenia prawdopodobieństwa powstawania struktur topologicznych DNA prace modelowe wykonywane metodami mechaniki molekularnej, a także koncepcję węzłów i splotów idealnych pozwalającą na uzyskanie korelacji pomiędzy elektroforetyczną ruchliwością oraz współczynnikiem sedymentacji rzeczywistych węzłów i splotów DNA a parametrami węzłów i splotów idealnych.

A review of DNA knots and links (catenanes) is presented. Knots are interlaced cyclic structures while links are at least two cyclic structures mutually interlaced, as chain links are, which no projection on a plane without crossing points exists for. The examples of DNA knots and links, that are produced by replication and recombination processes, have been given as well as the methods of their investigations have been brought. Model research works focused on determining the probability of topological structures creations, with using molecular mechanics methods, have been discussed. An idea of ideal knots and links, allowing to find the correlations between electrophoretic mobility and sedimentation coefficient of real DNA knots and links and parameters of ideal ones, was discussed.

Słowa kluczowe

DNA węzły sploty węzły idealne

knots links catenanes ideal knots

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej

Czasopismo

Polimery

Rocznik

2003

Tom

T. 48, nr 1

Strony

3--15

Opis fizyczny

Bibliogr. 130 poz.

Twórcy

autor

Dobrowolski J. Cz.

Instytut Chemi Przemysłowej, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa, Poland Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego, ul. Chełmska 30/34. 00-725 Warszawa, Poland

Bibliografia

[1] Berzelius J. J.: Ann. Phys. Chem. 1830,19, 305— 335.
[2] Slanina Z.: „Contemporary Theory of ChemicalI somerism", Academia, Praga 1986.
[3] Dodziuk H .: „Modern Conformational Analysis, Elucidating Novel Exciting Molecular Structures", VCH , Nowy Jork 1995.
[4] Rouvray D. H .: Chem. Soc. Rev. 1974, 3, 355.
[5] Wasserman E.: J. Am . Chem. Soc. 1960, 82, 4433.
[6] Frish H . L., Wasserman E.: J. Am . Chem. Soc. 1961, 83, 3789.
[7] Wasserman E.: Sri. Am er. 1962, 207, 94.
[8] Walba D. M ., Richard R. M ., Halttiwanger R. C : J. Am . Chem. Soc. 1982,104, 3219.
[9] Dietrich-Buchecker C. O ., Sauvage J.-R: Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1989, 28, 189.
[10] Walba D. M .: Tetrahedron 1985, 41, 3161.
[11] Dietrich-Buchecker C. O ., Sauvage J.-R: Chem. Rev. 1987, 87, 795.
[12] Sauvage J.-R: Acc. Chem. Res. 1990, 23, 319.
[13] Anieli P. L. i in.: J. Am . Chem. Soc. 1992, 114, 193.
[14] Amabilino D. B., Stoddart J. E: Chem. Rev. 1995, 95, 2725.
[15] Iohradsky M . B., Raymo F. M ., Stoddart J. F.: Collect. Czech. Chem. Commun. 1997,62,527.
[16] Chambron J.-C, Dietrich-Buchecker C. O., Sauvage J.-R: Top. Curr. Chem. 1993,165,131.
[17] Suffczynski M .: Pol. J. Chem. 1995, 69, 157.
[18] Dietrich-Buchecker C. O., Rapenne G., Sauvage J.-R: Coord. Chem. Rev. 1999, 185/186, 167.
[19] Breault G. A ., Hunter C. A ., Mayers P. C.: Tetrahedron 1999, 55, 5265.
[20] Swiegers G. F., Malefetse T. J.: Chem. Rev. 2000,100, 3483.
[21] Mueller J. E., Du S. M ., Seeman N . C.: J. Am . Chem. Soc. 1991,113, 6306.
[22] Seeman N. C : M ol. Eng. 1992, 2, 297.
[23] Du S. M ., Seeman N. C : J. Am . Chem. Soc. 1992,114, 9652.
[24] Seeman N. C. i in.: New J. Chem. 1993, 17, 739.
[25] Du S. M., SeemanN . C.: Biopolymers 1994,34,31.
[26] Du S. M ., Wang H., Tse-Dinh Y .-C ,Seeman N. C.: Biochemistry 1995, 34, 673.
[27] Du S. M ., Stollar B. D., Seeman N .C : J. A m . Chem. Soc. 1995, 117, 1194.
[28] Seeman N. C :Tib. Tech. 1999, 17, 437.[
[29] Seeman N .C : Nano Lett. 2001, 1, 22.
[30] Yan H ., Zhang X., Shen Z., Seeman N . C.: Nature 2002, 415, 62.
[31] Dobrowolski J. Cz., Mazurek A. P: J. Phys. Chem. A 1998, 102, 5260.
[32] Dobrowolski J. Cz., Mazurek A. P: Pol. J. Chem. 1998, 72, N. 7S, 1593.
[33] Dobrowolski J. Cz., Mazurek A. R: Int. J. Quantum. Chem. 1998,70,1009.
[34] Dobrowolski J. Cz., Mazurek A. R: J. Mol. Struct. 1999, 482/483, 339.
[35] Dobrowolski J. Cz., Mazurek A. R: Int. J. Quant. Chem. 1999, 75, 839.
[36] Dobrowolski J. Cz., Mazurek A. R: Int. J. Quantum. Chem. 2000, 80, 1087.
[37] Dobrowolski J. Cz., Mazurek A. R: J. Mol. Struct. 2001, 563/564, 309.
[38] Dobrowolski J. Cz., M azurek A. R: Chem. Phys. Lett. 2001, 348, 60.
[39] Dobrowolski J. Cz.: J. Chem. Inf. Comp. Sci. 2002, 42, 490.
[40] Dobrowolski J. Cz., Jamróz M. H.: praca w przygotowaniu.
[41] Salecki J., Piechal A „Liny, węzły, sploty", Wyd. Junga, Warszawa 1995.
[42] Burda: „Szycie to takie łatwe", Muza SA, Warszawa 1996.
[43] SachaM ., Siewicki A .: „Mały praktyczny poradnik z ilustracjami. Jak wiązać krawaty", Wyd. Kwieciński, Kielce 1998.
[44] Cieśliński R: Gazeta Wyborcza, 10 marca 1999.
[45] Bain I.: „Celtic knot work", Constable and Company Ltd., Londyn 1998.
[46] Tsultem N .: „Development of the MongolianNational Style Painting «M ongolZurag« in Brief", State Publishing House, Ulan-Bator 1986.
[47] Mislow K., Liang C.: Croat. Chem. Acta 1996, 69,1385.
[48] Walba D. M.: „StereochemicalTopology" w „Chemical Application of Technology and GraphTheory" (red. King R. B.), Elsevier, Amsterdam 1983, str. 17— 23.
[49] Rolfsen D.: „Knot and Links", Publishor Perish, Inc., Wilmington (USA) 1976.
[50] Przytycki J. H.: „Węzły. Podejście kombinatoryczne do teorii węzłów ", SCRIPT, Warszawa 1995.
[51] Vinograd J., Bruner R., Kent R., Weigle J.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1963, 49, 1902.
[52] Vinograd J., Lebowitz J., Radloff R., Watson R., Laipis P: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1965, 53, 1104.
[53] Stryer L.: „Biochemia", PWN , Warszawa 1999.
[54] Wang J. C , Schwartz H.: Biopolymers 1967, 5,953.
[55] Hudson B., Vinograd J.: Nature 1967, 216, 647.
[56] Clayton D. A., Vinograd J.: Nature 1967, 216, 652.
[57] Wasserman S. A ., Cozzarelli N. R.: Science 1986, 232, 951.
[58] White J. H ., Millett K. C. ,Cozzarelli N. R.: J. Mol. Biol. 1987,197,585.
[59] Wang J. C : A nnu. Rev. Biochem. 1996, 65, 635.
[60] Fuller F. B.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1971, 68, 815.
[61] Fuller F. B.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1978, 75, 3557.
[62] White J. H.: Am . J. Math. 1969, 9, 693.
[63] White J. H „ Cozzarelli N. R., Bauer W. R.: Science 1988,241,323.
[64] Depew R. E„ Wang J. C : Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1975, 72, 4275.
[65] Pulleyblank D. E., Shure M ., Tang D., Vinograd J., Vosberg H .-R: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1975, 72, 4280.
[66] Geider K., Hoffman-Berling H.: A nn. Rev. Biochem. 1981, 50, 233.
[67] Gelled M .: Ann. Rev. Biochem. 1981, 50, 879.
[68] Dean F, Krasnov M. A ., Otter R., MatzukM .M ., Spengler S. J., Cozzarelli N. R.: Cold Spring Harb. Symp. Quant Biol. 1982,47, 769.
[69] Mizuuchi K., Gellert M ., Weisberg R. A ., Nash H. A .: J. Mol. Biol. 1980, 141, 485.
[70] Mizuuchi K., Fisher L. M ., O'Dea M .H ., Gellert M . : Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1980, 77,1847.
[71] Kreuzer K. N „ Cozzarelli N. R.: Cell 1981, 20, 245.
[72] Read R. R.: Cell 1981,25,713.
[73] Read R. R„ Grindley N . D. E: Cell 1981, 25, 721.
[74] KrasnowM .A ., Cozzarelli N . R.: Cell 1983, 32,1313.
[75] Brown P. O ., Cozzarelli N . R.: Science 1979, 206, 1081.
[76] Wasserman S. A ., Cozzarelli N . R.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1985, 82, 1079.
[77] KrasnovM .A ., Stasiak A ., Spengler S. J., Dean F. B., Koller T., Cozzarelli N . R.: Nature 1983, 304, 559.,
[78] Wasserman S. A ., Dungan J. M ., Cozzarelli N . R.: Science 1985, 229, 171.
[79] Dean F. B., Stasiak A ., Koller T ,Cozzarelli N . R.: J. Biol. Chem. 1985, 260, 4975.
[80] Dean F. B„ Cozzarelli N. R.: J. Biol. Chem. 1985, 260, 4984.
[81] Crisona N. J., Kanaar R., Gonzalez T. N ., Zechiedrich E. L., Klippel A ., Cozzarelli N. R.: J. Mol. Biol. 1994, 243, 437.
[82] Spengler S. J., Stasiak A ., Cozzarelli N . R.: Cell 1985, 42, 325.
[83] Sogo J. M ., Stasiak A ., Martinez-Robles M . L., Krimer D. B., Hernandez P, Schvartzman J. B.: J. Mol. Biol. 1999, 286, 637.
[84] Brewster S., Aslett M., Barker D. C :ParasitologyToday 1998, 14, 437.
[85] Simpson L.: Annu Rev. Microbiol. 1987, 41, 363.
[86] Ryan K. A ., Shapiro T. A ., Rauch C. A ., Englund P. T.: Annu Rev. Microbiol. 1988, 42, 339.
[87] Ryan K. A ., Shapiro T. A ., Rauch C. A ., Griffith J. D., Englund P. T : Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1988, 85, 5844.
[88] Shapiro T. A.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1993, 90, 7809.
[89] Chen J., Rauch C. A ., White J. H „ Englund P. T., Cozzarelli N . R.: Cell 1995, 80, 61.
[90] Rauch C. A ., Perez-Morga D., Cozzarelli N. R., Englund P. T : EM B O }. 1993,12, 403.
[91] Shapiro T. A ., Englund P. T.: Annu. Rev. Microbiol. 1995, 49, 117.
[92] Chen J., Englund P. T., Cozzarelli N. R.: EM BO J. 1995,14, 6339.
[93] Ernst C., Sumners D. W.: Math. Proc. Catnb. Phil. Soc. 1990,108, 489.
[94] Sumners D. W ., Ernst C , Spengler S. J., Cozzarelli N . R.: Quart. Rev. Biophys. 1995, 28, 253.
[95] Murasugi K.: „Knot Theory and Its Applications", Birkhauser, Boston-Bazylea-Berlin 1996.
[96] Crisona N . J., Weinberg R. L., Peter B. J., Sumners D. W ., Cozzarelli N. R.: J. Mol. ВЫ. 1999, 289, 747.
[97] Bath J., Sherratt D. J., Colloms S. D.: J. Mol. ВЫ. 1999, 289, 873.
[98] Vologodskii A. V ,Levene S. D., Klenin K. V , Frank-Kamentskii M ., Cozzarelli N . R.: J. Mol. Biol. 1992, 227, 1224.
[99] Schlick T :Curr. Opin. Struct. ВЫ. 1995, 5, 245.
[100] Olson W . K.: Curr. Opin. Struct. Biol. 1996, 6, 242.
[101] Schlick T , Olson W. K.: Science 1992, 257, 1110.
[102] Rybenkov V. V ,Cozzarelli N . R., Vologodskii A. V : Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1993, 90, 5307.
[103] Shaw S. Y ,Wang J. C : Science 1993, 260,533.
[104] Tesi M .C ,Janse van Rensburg E. J., Orlandini E., Sumners D. W ., Whittington S. G.: Phys. Rev. E. 1994, 49, 868.
[105] Rybenkov V. V ,Vologodskii A. V ,Cozzarelli N. R.: J. M ol. ВЫ. 1997, 267, 312.
[106] Levene S. D „ Donahue C., Boles C., CozzarelliN . R.: Biophys. J. 1995, 69, 1036.
[107] Otto M ., Vilgis T. A.: Phys. Rev. E. 1998, 80, 881.
[108] Metropolis N ., Rosenbluth A. W ., RosenbluthM .N ., Teller A. H ., Teller E.: J. Chem. Phys. 1953, 21, 1087.
[109] Vologodskii A. V ,Cozzarelli N. R.: J. Mol. ВЫ. 1993, 232, 1130.
[110] Wasserman S. A ., CozzarelliN . R.: Nature 1988, 334,448.
[111] Stasiak A ., Katricht V , Bednar J., Michoud D., Dubochet J.: Nature 1996,384,122.
[112] Katricht V , Bednar J., Michoud D., Scharein R. G., Dubochet J., Stasiak A .: Nature 1996, 384, 142.
[113] Katritch V , Olson W. K., Pierański P, Dubochet J., Stasiak A .: Nature 1997, 388,148.
[114] Cerf C., Stasiak A.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 3795.
[115] Vologodskii A .V ,Crisona N ., Laurie B., Pierański P, Katritch V ,Dubochet J., Stasiak A .: J. Mol. ВЫ. 1998, 278, 1.
[116] Stasiak A ., Dubochet J., KatritchV ,Pierański P: „Ideal Knots and their Relation the Physics of Real Knots" w „Ideal Knots"(red. Stasiak A ., Katritch V , Kauffman L. H.), Series on Knots and Everything 1.19., World Scientific, Singapur-New Jersey-Londyn-Hong Kong 1998.
[117] Grosberg A. Y., Feigel A ., Rabin Y.: Phys. Rev. E. 1996, 54, 6618.
[118] Gonzalez O ., Maddocks J. H.: Proc. Natl. Acad. USA 1999, 96, 4769.
[119] Pierański R: „In Search of IdealKnots" w książce [116] str. 20
[120] Pierański P, Przybył S.: Phys. Rev. E. 2001, 64, 031801-1.
[121] Laurie B., Katritch V ,Sogo J., KollerT ,Dubochet J., Stasiak A.: Biophys. J. 1998, 74, 2815.
[122] Sundin O., Varshavsky A.: Cell 1980, 21,103.
[123] Sundin O., Varshavsky A .: Cell 1981,25, 659.
[124] Adam s D. E., Shekhtman E. M ., Zechiedrich E. L„ SchmidM . B., Cozzarelli N . R.: Cell 1992, 71, 277.
[125] Ullsperger C. J., Vologodskii A. V ,Cozzarelli N. R.: „Unlinking of DNA by Topoisomerases During DNA Replication " w „Nucleic Acids and Molecular Biology", t. 9., str. 115— 142 (red. Eckstein E, Lilley D. M. J.), Springer, Berlin-Nowy Jork 1995.
[126] Cantarella J., Kusner R. B., Sullivan J. M.: Nature 1998, 392, 237.
[127] Buck G.: Nature 1998, 392, 239.
[128] H uang J.-Y, Lai P.-Y: Phys. Rev. E. 2001, 63, 021506-1.
[129] Walba D. M .: New J. Chem. 1993, 17, 618.
[130] van Gulick N .: New J. Chem. 1993,17, 619

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPL7-0005-0116