Долго полагали, что ДНК в клетках представлена исключительно в виде стабильной правозакрученной двойной спирали. Однако исследования последних лет показали, что в клетке существуют и неканонические формы ДНК: G-квадруплексы, i-мотивы, трехцепочечная ДНК и ряд других элементов, по топологии отличающихся от классической правозакрученной спирали. А еще, как оказалось, двойная спираль ДНК может быть закручена не только вправо, но и влево! Такая левозакрученная ДНК называется Z-ДНК.
Преобладающая форма, которой и представлен генетический материал живой клетки — B-ДНК. A-форму ДНК получила и описала Розалинд Франклин в 1953 году, которая показала, что ДНК переходит в A-форму при дегидратации. В таких условиях геномная ДНК некоторых особо живучих бактерий переходит в A-форму. Кроме того, в A-форме находится ДНК некоторых вирусов гипертермофильных архей, когда упакована в вирион. Z-ДНК была открыта командой ученых под руководством Роберта Уэлса в 1970 году.
В 1983 году появилось сообщение, что левозакрученная ДНК присутствует в политенных хромосомах. Также выяснили, что в тех местах геномной ДНК, где появляется Z-ДНК, на ее границе с обычной B-ДНК образуются неканонические структуры, известные как BZ-соединения.
В клетке присутствует не только левозакрученная ДНК, но и левозакрученная РНК (Z-РНК). Ее открыли в 1984 году, показав, что последовательность рибонуклеотидов вида поли-GC переходит в левозакрученную форму в условиях высокой ионной силы и при температуре выше 35 оС. По своим структурным характеристикам Z-РНК близка к Z-ДНК.
Выяснено, что Z-ДНК иметь отношение к развитию некоторых аутоиммунных заболеваний. Z-ДНК связана с развитием системной красной волчанки, болезни Крона, поликардионеврита и бокового амиотрофического склероза. Z-ДНК может формироваться в области повторов CGG, связанных с синдромом ломкой X-хромосомы, и повторов GAC, которые связывают со скелетной дисплазией. Наконец, показано, что у пациентов с болезнью Альцгеймера в нейронах гиппокампа выявляется аномальное количество Z-ДНК, что связывает ее и с нейродегенеративными заболеваниями.
Группа российских и зарубежных биологов под руководством Сиддхарта Балачандрана, профессора Центра изучения рака имени Фокса Чейза в Филадельфии (США), заявила, что якобы “зеркальные” молекулы ДНК можно использовать для запуска “программы” самоуничтожения внутри раковых клеток. Странное заявление, учитывая то, что Z-ДНК подозревают в формировании опухолей. Да и даже если Z-ДНК способна разрушать раковые клетки то как в них её внести… Скорее Z-ДНК вызовет какие-то аутоиммунные заболевания. Впрочем, заявления о способах лечения рака это, обычно, фантазии авторов…
В общем, о Z-ДНК известно ничтожно мало…