Z-DNK

**Z-DNK** je jedna od mnogih mogućih dvostrukih spiralnih struktura DNK. To je ljevoruka dvostruka spiralna struktura u kojoj se spirala vijuga ulijevo u cik-cak obrascu, umjesto udesno, kao uobičajeni oblik B-DNK. Smatra se da je Z-DNK jedna od tri biološki aktivne dvostruke spiralne strukture zajedno sa A-DNK i B-DNK.

## Struktura
right|thumb|B–Z spoj vezan za Z-DNK vezujući domen. Obratiti pažnju na dvije istaknute ekstrudirane baze. Od .
Z-DNK se prilično razlikuje od desnoruke. U stvari, Z-DNK se često poredi sa B-DNK, kako bi se ilustrovale glavne razlike. Z-DNK spirala je lijevoruka i ima strukturu koja ponavlja svaki drugi par baza. Glavni i manji žljebovi, za razliku od A– i B-DNK, pokazuju malu razliku u širini. Formiranje ove strukture je općenito nepovoljno, iako određeni uslovi to mogu podstaknuti, kao što je naizmjenična sekvenca purin–pirimidin (posebno poli(dGC)2), negativna DNK superspirala ili visoka koncentracija soli i nekih kationa (sve na fiziološkoj temperaturi, 37&nbsp;°C i pH 7,3–7,4). Z-DNK može formirati spoj sa B-DNK (koji se naziva "B-do-Z spojna kutija") u strukturi koja uključuje ekstruziju baznog para. Konformaciju Z-DNK bilo je teško proučavati jer ne postoji kao stabilna karakteristika dvostruke spirale. Umjesto toga, to je prolazna struktura koja je povremeno izazvana biološkom aktivnošću, a zatim brzo nestaje.

### Predviđanje strukture Z-DNK
Moguće je predvidjeti vjerovatnoću da sekvenca DNK formira Z-DNK strukturu. Algoritam za predviđanje sklonosti DNK prelasku iz B-oblika u Z-oblik, *ZHunt*, napisao je P. Shing Ho 1984. na Massachusetts Institute of Technology (MIT). Ovaj algoritam su kasnije razvili Tracy Camp, P. Christoph Champ, Sandor Maurice i Jeffrey M. Vargason za mapiranje Z-DNK u cijelom genomu (sa Hoom kao glavnim istraživačem).

### Put formiranja Z-DNK iz B-DNK 
Od otkrića i kristalizacije Z-DNK 1979. godine, konfiguracija je ostavila naučnike u nedoumici oko puta i mehanizma od B-DNK konfiguracije do Z-DNK konfiguracije.. Konformacijska promjena iz B-DNK u strukturu Z-DNK bila je nepoznata na atomskom nivou, ali su 2010. kompjuterske simulacije koje su sproveli Lee et al. bili u mogućnosti da kompjuterski odrede da bi postepena propagacija B-to-Z tranzicije obezbedila nižu energetsku barijeru od prethodno pretpostavljenog usklađenog mehanizma. Budući da je ovo kompjuterski dokazano, put bi i dalje trebao biti eksperimentalno testiran u laboratoriji radi dalje potvrde i valjanosti, u čemu je Lee et al. posebno navodi u svom članku u časopisu: "Trenutni [računarski] rezultat bi mogao biti testirana Jednomolekulska FRET (smFRET) eksperimentima u budućnosti." This was performed by measuring the intensity values between the donor and acceptor Fluorescentne boje, takođe poznate kao Fluorofori, u međusobnom odnosu dok razmjenjuju elektrone, dok su označene na molekulu DNK. Udaljenosti između fluorofora mogu se koristiti za kvantitativno izračunavanje promjena u blizini boja i konformacijskih promjena u DNK. Z-DNK visokog afiniteta vezujući protein, hZαADAR1, korišten je u različitim koncentracijama da izazove transformaciju iz B-DNK u Z-DNK. Uloga u regulaciji odgovora interferona tipa I kod raka također je podržana otkrićima da je 40% panela tumora ovisilo o ADAR enzimu za preživljavanje.

U prethodnim studijama, Z-DNK je bila povezana i sa Alzheimerovom bolešću i sistemskim eritematoznim lupusom. Da bi se to pokazalo, provedena je studija o DNK pronađenoj u hipokampusu mozga koji je bio normalan, umjereno zahvaćen Alzheimerovom bolešću i ozbiljno zahvaćen Alzhajmerovom bolešću. Koristeći kružni dihroizam, ova studija je pokazala prisustvo Z-DNK u DNK onih koji su ozbiljno pogođeni. U ovoj studiji je također pronađeno da je veći dio umjereno zahvaćene DNK bio u B-Z intermedijarnoj konformaciji. Ovo je značajno jer je iz ovih nalaza zaključeno da prijelaz sa B-DNK na Z-DNK ovisi o progresiji Alzhajmerove bolesti. Postoje dva tipa ovih antitijela. Radioimunotestom je utvrđeno da jedan interaguje sa bazama izloženim na površini Z-DNK i denaturisanoj DNK, dok drugi isključivo interraguje sa cik-cak kičmom samo Z-DNK. Slično kao kod Alzhajmerove bolesti, antitijela variraju u zavisnosti od stadijuma bolesti, sa maksimalnim antitijelima u najaktivnijim stadijumima SLE.

### Z-DNK u transkripciji 
Uobičajeno se veruje da Z-DNK pruža torziono deformacijsko olakšanje tokom transkripcije, a povezana je sa negativnim supersavijanjem. Međutim, dok je supersvijanje povezano i sa transkripcijom i replikacijom DNK, formiranje Z-DNK prvenstveno je povezano sa brzinom transkripcije.

Studija hromozoma 22 pokazala je korelaciju između regiona formiranja Z-DNK i regiona promotora za jedarni faktor I. Ovo sugerira da transkripcija u nekim ljudskim genima može biti regulirana formiranjem Z-DNK i aktivacijom  jedarnog faktora I.

Pokazalo se da je razvijena iza puta RNK-polimeraza kroz negativno supersvijanje, Z-DNK formirana aktivnom transkripcijom povećava genetičku nestabilnost, stvarajući sklonost mutagenezi u blizini promotora. Studija na *Escherichia coli* otkrila je da se genska delecija spontano javlja u plazmidnim regijama koje sadrže sekvence koje formiraju Z-DNK. U ćelijama sisara, pronađeno je da prisustvo takvih sekvenci proizvodi velike delecije genomskih fragmenata zbog hromosomskih dvolančanih prekida. Obje ove genetičke modifikacije su povezane sa genskim translokacijama pronađenim kod karcinoma kao što su leukemija i limfom, budući da su ucrtane regije loma u tumorskim ćelijama oko sekvenci koje formiraju Z-DNK.

### Otkriće Zα domena 
Prvi domen koji vezuje Z-DNK sa visokim afinitetom otkriven je u ADAR1,  koristeći pristup koji je razvio Alan Herbert. Kristalografska i NMR istraživanjas potvrdila su biohemijske nalaze da je ovaj domen vezan za Z-DNK na način koji nije specifičan za sekvencu. Srodni domeni identificirani su u nizu drugih proteina putem homologija sekvence. Uloga Zα, Z-DNK i Z-RNK u odbrani genoma od invazije Alu retro-elemenata kod ljudi evoluirala je u mehanizam za regulaciju urođenih imunskih odgovora na dsRNK. Mutacije u Zα su uzroci ljudskih interferonopatija kao što je mendelovski Aicardi-Goutièresov sindrom. Additionally, Zα domains are demonstrated to localize at the stress granules because of their innate ability in binding nucleic acid. Nadalje, različiti Zα domeni se na različite načine vezuju za Z konformaciju nukleinske kiseline, pružajući važne puteve za specifično ciljanje u otkrivanju lijekova.

### Posljedice vezivanja Z-DNK za E3L protein vakcinije 
Kako je Z-DNK detaljnije istražena, otkriveno je da se struktura Z-DNK može vezati za proteine koji vezuju Z-DNK putem londonske disperzije i vodikove veze. Jedan primjer proteina koji vezuje Z-DNK je vakcinia E3L virusni protein, koji je proizvod E3L gena i oponaša protein sisara koji vezuje Z-DNK. Ne samo da E3L protein ima afinitet prema Z-DNK, već je također utvrđeno da ima ulogu u nivou ozbiljnosti virulencije kod miševa uzrokovanih virusom vakcinije, vrstom poksvirusa. Dvije kritične komponente za E3L protein koje određuju virulenciju su N-terminal i C-terminal. N-Kraj je sastavljen od sekvence slične sekvenci Zα domena, koji se također naziva Adenozin deaminaza z-alfa domen, dok je C-terminal sastavljen od dvolančanog RNK vezujućeg motiva. Konkretno, utvrđeno je da mutacije u Tyr 48 i Pro 63 smanjuju transaktivaciju prethodno navedenih gena, kao rezultat gubitka vodikovih veza i londonskih disperzijskih sila između E3L i Z-DNK. Sve u svemu, ovi rezultati pokazuju da smanjenje veza i interakcija između Z-DNK i Z-DNK vezujućih proteina smanjuje i virulenciju i ekspresiju gena, stoga pokazuju važnost postojanja veza između Z-DNK i E3L vezujućeg proteina.

## Poređenje geometrije nekih oblika DNK
## Također pogledajte
*ADAR1
*DNK superzavojnica
*E3L
*Mehanička svojstva DNK
*
*Satelitska DNK
*Z-DNA vezujući protein 1 (ZBP1)
*Zuotin

## Reference
Kategorija:DNK