Põhierinevus Watsoni ja Cricki ja Hoogsteeni aluspaaride vahel seisneb selles, et Watsoni ja Cricki aluste sidumine on standardviis, mis kirjeldab aluspaaride moodustumist puriinide ja pürimidiinide vahel. Samal ajal on Hoogsteeni aluste sidumine alternatiivne viis aluspaaride moodustamiseks, kus puriin omandab pürimidiini suhtes erineva konformatsiooni.
Nukleotiidil on kolm komponenti: lämmastiku alus, pentoossuhkur ja fosfaatrühm. DNA ja RNA struktuuris osaleb viis erinevat lämmastiku alust ja kaks pentoossuhkrut. Kui need nukleotiidid moodustavad nukleotiidjärjestuse, moodustavad komplementaarsed alused, kas puriinid või pürimidiinid, nende vahel vesiniksidemeid. Seda nimetatakse baasi sidumiseks. Seetõttu moodustub aluspaar kahe lämmastikaluse ühendamisel vesiniksidemetega. Watsoni ja Cricki aluspaaride sidumine on klassikaline või standardne lähenemine, samas kui Hoogsteeni baaside sidumine on alternatiivne viis aluspaaride moodustamiseks.
Mis on Watsoni ja Cricki baasi sidumine?
Watsoni ja Cricki aluste sidumine on standardmeetod, mis selgitab lämmastikaluste aluste sidumist nukleotiidides. James Watson ja Francis Crick selgitasid 1953. aastal seda baaside eraldamise meetodit, mis stabiliseerib DNA topeltstandardsed heeliksid. Watsoni ja Cricki aluspaaride järgi moodustab adeniin vesiniksidemeid tümiiniga DNA-s ja uratsiiliga RNA-s. Lisaks moodustab guaniin tsütosiiniga vesiniksidemeid nii DNA-s kui ka RNA-s.
Joonis 01: Watsoni ja Cricki baasi sidumine
G ja C vahel on kolm vesiniksidet, samas kui A ja T vahel on kaks vesiniksidet. Need aluspaarid võimaldavad DNA spiraalil säilitada oma korrapärase spiraalse struktuuri. Enamikul nukleotiidjärjestustel (60%) on Watsoni ja Cricki aluspaarid, mis on neutraalse pH juures stabiilsed.
Mis on Hoogsteeni baasi sidumine?
Hoogsteeni aluste sidumine on alternatiivne viis aluspaaride moodustamiseks nukleiinhapetes. Seda kirjeldas esmakordselt Ameerika biokeemik Karst Hoogsteen 1963. aastal. Hoogsteeni aluspaarid on sarnased Watsoni ja Cricki aluspaaridega. Need esinevad adeniini (A) ja tümiini (T) ning guaniini (G) ja tsütosiini (C) vahel. Kuid puriinil on pürimidiini suhtes erinev konformatsioon. A- ja T-aluspaaris pööratakse adeniini 1800 ümber glükosiidsideme, võimaldades alternatiivset vesiniksideme skeemi. Samamoodi on G ja C paaris guaniini pööratud 180° ümber glükosiidsideme. Veelgi enam, glükosiidsidemete nurk on Hoogsteeni aluspaarides suurem. Pealegi ei ole Hoogsteeni aluspaaride moodustumine neutraalse pH juures stabiilne.
Joonis 02: Watsoni ja Cricki baaside sidumine vs Hoogsteeni baaside sidumine
Hoogsteeni aluspaarid on mittekanoonilised aluspaarid, mis muudavad nukleotiidjärjestused vähem stabiilseks kui standardne aluspaar. Lisaks võivad need põhjustada DNA kaksikheeliksi katkemist. Kuigi Hoogsteeni aluspaarid esinevad looduslikult, on need väga haruldased.
Millised on Watsoni ja Cricki ning Hoogsteeni baaside sidumise sarnasused?
- Watsoni ja Cricki ning Hoogsteeni aluste sidumine on kaks võimalust kirjeldada aluspaaride moodustumist nukleiinhapetes.
- Mõlemad esinevad looduslikult DNA-s.
- Lisaks eksisteerivad need üksteisega tasakaalus.
- Aluspaarid on mõlema meetodi puhul sarnased.
Mis vahe on Watsoni ning Cricki ja Hoogsteeni baaside sidumisel?
Watsoni ja Cricki aluste sidumine on standardviis, mis kirjeldab aluspaaride moodustumist puriinide ja pürimidiinide vahel. Teisest küljest on Hoogsteeni aluste sidumine alternatiivne viis aluspaaride moodustamiseks, kus puriin omandab pürimidiini suhtes erineva konformatsiooni. Niisiis, see on peamine erinevus Watsoni ja Cricki ning Hoogsteeni baaside sidumise vahel. Watsoni ja Cricki aluspaarid kirjeldasid James Watson ja Francis Crick 1953. aastal, Hoogsteeni aluspaarid aga Karst Hoogsteen 1963. Pealegi on Watsoni ja Cricki aluspaarid stabiilsed, samas kui Hoogsteeni aluspaarid on tavaliselt vähem stabiilsed.
Allpool olev infograafik võtab kokku Watsoni ning Cricki ja Hoogsteeni baaside sidumise erinevused.
Kokkuvõte – Watson ja Crick vs Hoogsteeni baaside sidumine
Watsoni ja Cricki aluste sidumine ja Hoogsteeni aluste sidumine on kahte tüüpi viise, mis kirjeldavad lämmastikualuste moodustumist nukleotiidjärjestustes. Hoogsteeni aluste paaristamisel omandab puriini alus pürimidiini alusest erineva konformatsiooni. Niisiis, see on peamine erinevus Watsoni ja Cricki ning Hoogsteeni baaside sidumise vahel. Veelgi enam, Watsoni ja Cricki aluspaarid stabiliseerivad DNA topeltheeliksi, samas kui Hoogsteeni aluspaarid muudavad spiraali ebastabiilseks. Mõlemat tüüpi aluspaarid esinevad aga loomulikult ja eksisteerivad üksteisega tasakaalus.
