후그스틴 염기쌍(Hoogsteen base pair)은 핵산에서 핵염기의 결합이 왓슨-크릭 염기쌍과 달라진 특별한 염기쌍 결합을 말한다.
왓슨-크릭 염기쌍에서는 퓨린계 염기인 구아닌과 아데닌 모두 육각형 고리 및 육각형 고리에 연결된 작용기를 이용해 수소결합을 형성한다.
그러나 후그스틴 염기쌍에서는 육각형 고리에 하나, 오각형 고리에 있는 질소 하나를 사용해 수소결합을 형성한다.
후그스틴 염기쌍에서 퓨린 염기와 피리미딘 염기가 결합할 때, 피리미딘 염기는 왓슨-크릭 염기쌍에서와 같은 자리를 사용해 수소결합을 형성한다.
후그스틴 결합을 한 퓨린 염기는 다시 다른 염기와 왓슨-크릭 염기쌍을 형성할 수 있다. 그래서 DNA의 3중나선 구조가 가능하다.
구아닌은 스스로 후그스틴 염기쌍을 형성할 수 있기 때문에 사중나선 구조(G-quadruplex)를 형성할 수 있다.
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