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导读：Z-DNA处于高能状态而不稳定，不同于传统的B-DNA，Z-DNA以其特殊的构象和重要生物学功能越来越受到人们关注，与其作用相关的Z-DNA结合蛋白也备受关注。Z-DNA有其特殊的序列和形成条件，在基因调控、肿瘤发生与病毒感染中都有重要作用。
Z-DNA在1979年被Rich等人发现，它处于高能状态而不稳定，不同于传统的B-DNA，Z-DNA以其特殊的构象和重要生物学功能越来越受到人们关注，与其作用相关的Z-DNA结合蛋白也备受关注。
广州市南方医科大学基础医学院生物信息学李金明的研究团队在汉斯《生物医学》2014年4月期刊上发表的文章中指出，Z-DNA有其特殊的序列和形成条件，其重要生物学功能也逐渐被揭开面纱，在基因调控、肿瘤发生与病毒感染中都有重要作用。
特点与功能
Z-DNA是一种左手螺旋的双链DNA，其糖磷酸骨架排列呈Z型。在Z-DNA结构中，嘌呤与嘧啶的交替排列，嘌呤是顺式构象，而嘧啶是反式构象，这样交替的顺反式构象就Z-DNA的骨架呈Z型，B-DNA的嘌呤和嘧啶则都是反式构象。
然而，Z-DNA是一种高能的DNA，形成短暂，很容易变回B-DNA。目前，有很多方法促进和维持Z-DNA的形成，如高盐状态下，一价或二价阳离子，如Na+、Mg2+、Ca2+和Ba2+等能有效屏蔽Z-DNA所需的高能，使Z-DNA稳定。又如多胺类、化学修饰剂、稀土元素等均利于Z-DNA形成并稳定。此外，负超螺旋在细胞内也是刺激形成Z-DNA的原因，负超螺旋在生物系统的DNA代谢中很常见，包括复制，转录等。转录时，RNA聚合酶在DNA双链上移动产生负超螺旋，DNA双链解开，从而产生反向扭转力使Z-DNA稳定。而在体内，Z-DNA常需要一些特定结构域的蛋白质来稳定其构象，即Z-DNA结合蛋白。
值得说明的是，Z-DNA生物学功能包括：
与转录的关系：Z-DNA不能形成核小体，这样一种位于转录起始位点附近的结构能招来转录因子，转录就能发生，它不仅能够激活转录，同时也能抑制转录。
遗传不稳定性：上述文中有说明，而且Z-DNA诱导的遗传不稳定性和复制滑动有关。
基因重组：Z-DNA在基因重组中起非常重要的过渡作用。此外，Z-DNA诱导的遗传不稳定性可能会促进基因重组，如酵母中的GT序列(34bp)能够促进减数分裂重组；另一方面，由Z-DNA诱导的DNA双链断裂也很可能导致基因重组，如非等位姐妹染色单体会发生交换。
人类疾病
自身免疫疾病：在自身免疫疾病中，已发现有抗Z-DNA的抗体存在。抑制多胺的药物能够治疗涉及Z-DNA的人类自身免疫疾病。
阿尔兹海默症：研究发现，阿尔兹海默症(AD)大脑海马区出现Z-DNA，而发现Aβ多聚体(非单体)可能促进DNA的Z-B转变，同时使用Aβ聚合抑制剂姜黄素能阻滞DNA的Z-B转变，而Z-DNA的形成使Aβ聚合停留在低聚物阶段，阻滞其纤维化。
血液系统疾病：血液系统肿瘤致癌基因的断裂热点常位于能够形成Z-DNA或其他非B-DNA的区域。如t(12;21)(p13;q22)异位(融合ETV6和AML1基因)是婴幼儿B细胞前体急性淋巴细胞白血病最常见的染色体异位，而ETV6基因的交替嘌呤-嘧啶Z-DNA序列附近发现了一些断裂点。
肿瘤：致癌物常攻击DNA的鸟嘌呤残基，而对于Z-DNA构象的稳定，顺式鸟嘌呤起着重要作用，Z-DNA中顺式鸟嘌呤上的N7和C8暴露于主链外，易受到致癌剂攻击。其具体机制还需在未来的研究中继续探索。
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备注：本文由龚珊编译，本文版权属于汉斯出版社(http://www.hanspub.org/ )，转载请注明出处。
