DNA超螺旋 DNA超螺旋英語DNA supercoil指雙螺旋環狀DNA扭轉後再進一步地扭轉產生的結構類似電話線被扭轉之後的樣子 所谓的超螺旋就是原本已经是螺旋形态的结构进一步再次螺旋缠绕对DNA而言原本已经是双股螺旋的结构如果进一步再次缠绕成为螺旋形就叫超螺旋就正常的DNA而言都会维持在超螺旋的状态乃至将DNA从细胞中萃取出来时也是维持在超螺旋结构 而DNA维持在超螺旋状态的方法是通过减低回转turn数目来达成通过减低回转数引入结构性张力而使得DNA发生超螺旋以缓解张力 超螺旋的发生是因为有结构性张力被引入DNA而导致为了疏解张力所以进一步缠绕成为双螺旋此处引入张力的前提是在连续性变形中如果DNA 扭转的数目减少但是碱基数仍然不变则代表每一回转中碱基数目会增加不同于一般 B DNA 的碱基回转则代表有张力被引入结构注意此处的前提不包括非连续性变形因为非连续性变形讲的是双股发生断裂而使得碱基数减少此处讨论的前提是碱基数不变情况下回转数减少而使的张力增加 至于结构性张力被引入的原因是因为有拓扑異構酶的存在拓扑酶的作用原理是对于放松状态的DNA进行切割后移位再粘回去从而将张力引入螺旋之中导致超螺旋的形成 拓扑酶引入张力有两种方式减少连环数linking number或增加连环数都会使张力被引入而拓扑酶有两种第一型主要是減少 个连环数而第二型主要是减少两个连环数 举个例子如果放松状态的DNA透过某方法增加个 连环数导入张力进而形成双螺旋结构则打开双螺旋结构时就会由第二型拓扑酶减少两个连环数使得每一回转中碱基数目回复放松时的碱基数目进而导致回复放松状态 在机制方面是由于拓扑酶经由在原本右手螺旋的DNA导入右手螺旋或左手螺旋的回转而使得连环数发生对应的增或减 对细胞的DNA而言会随时在两种拓扑酶的调控下在放松状态以及超螺旋状态之间变化然而当DNA 要自我复制或转译时非得放松的状态不可因此拓扑酶的调控便对DNA的功能行使有举足轻重的影响 與DNA雙螺旋的旋轉方向相同的扭轉稱為正超螺旋反之稱為負超螺旋是一種三級構造 DNA超螺旋有两种存在形式具绞旋线超螺旋以及螺管式超螺旋具绞旋线是发生在当DNA从细胞中独立出来后形成的超螺旋状态而螺管式则是当DNA处于染色质中维持的超螺旋状态其中以螺管式缠绕的更加紧密且需要蛋白质的辅助方能形成染色质中组蛋白 由于拓扑酶对于DNA双螺旋结构的形成以及放松起关键性作用换句话说就是对DNA的表达以及自我复制有调控作用 因此许多药物被开发来作为拓扑酶的抑制剂就可以将该药物作为抗生素或抗癌药应用