До розуміння механізму утворення точкових мутацій в ДНК
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2018.07.103Ключові слова:
ДНК, квантова хімія, нуклеїнові основи, таутомери, точкові мутаціїАнотація
Запропоновано механізм утворення точкових мутацій в ДНК, який враховує флуктуаційну появу в подвійній спіралі привідкритих молекулою води комплементарних пар. У рамках методу функціонала густини проаналізовано можливі переходи протонів у привідкритій парі А · Т і розраховано структури та енергії проміжних станів пари. Показано, що утворення привідкритої пари в ДНК каталізує стабільність нерегулярних форм нуклеїнових основ, які можуть слугувати джерелом точкової мутації. Оцінена ймовірність такої мутації в ДНК (10−10—10−11) пояснює відомі експериментальні результати.
Завантаження
Посилання
Watson, J. D. & Crick, F. H. C. (1953). The structure of DNA. Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol., 18, pp. 123-131. doi: https://doi.org/10.1101/SQB.1953.018.01.020
Löwdin, P.-O. (1963). Proton tunneling in DNA and its biological implications. Rev. Mod. Phys., 35, pp. 724-732. doi: https://doi.org/10.1103/RevModPhys.35.724
Danilov, V. I., Kvencel', G. F. (1971). Electronic representations in the theory of point mutations. Kiev: Naukova Dumka (in Russian).
Friedberg, E. C., Walker, G. C., Siede, W., Wood, R. D., Schultz, R. A. & Ellenberger, T. (2006). DNA repair and mutagenesis. Washington: ASM Press.
Florián, J., Hrouda, V. & Hobza, P. (1994). Proton transfer in the adenine-thymine base pair. J. Am. Chem. Soc., 116, pp. 1457-1460. doi: https://doi.org/10.1021/ja00083a034
Gorb, L., Podolyan, Y., Dziekonski, P., Sokalski, J. & Leszczynski, W.A. (2004). Double-proton transfer in adenine-thymine and guanine-cytosine base pairs. A Post-Hartree-Fock ab Initio Study. J. Am. Chem. Soc., 126, pp. 10119-10129. doi: https://doi.org/10.1021/ja049155n
Brovarets', O. O., Hovorun, D. M. (2015). New structural hypostasis of the A · T and G · C Watson-Crick DNA base pairs caused by their mutagenic tautomerisation in a wobble manner: A QM/QTAIM prediction. RSS Adv., 5, pp. 99594-99605. doi: https://doi.org/10.1039/C5RA19971A
Poltev, V. I., Kosevich, M. V., Shchelkovskii, V. S., Pashinskaya, V. A., Gonzalez, E., Teplukhin, A. V., & Malenkov, G. G. (1995). Mechanism of nucleic base tautomerization upon dehydration. Molekulyar. biologiya, 29, pp. 220-223 (in Russian).
Kryachko, E. S. & Volkov, S. N. (2001). Preopening of the DNA base pairs. Int. J. Quantum Chem., 82, pp. 193-204. doi: https://doi.org/10.1002/qua.1040
Frank-Kamenetskii, M. D. (1983). Fluctuation mobility of DNA. Molekulyar. biologiya, 17, pp. 639-652 (in Russian).
Volkov, S. N. (1995). Preopened state of DNA double helix. Molekulyar. biologiya, 29, pp. 1086-1094 (in Russian).
Frank-Kamenetskii, M. D. & Prakash, S. (2014). Fluctuations in the DNA double helix: A critical review. Phys. Life. Rev., 11, No. 2, pp. 153-170. doi: https://doi.org/10.1016/j.plrev.2014.01.005
Giudice, E., Várnai, P. & Lavery, R. (2003). Base pair opening within B-DNA: free energy pathways for GC and AT pairs from umbrella sampling simulations. Nucl. Acids Res., 31, pp. 1434-1443. doi: https://doi.org/10.1093/nar/gkg239
Mandal, C., Kallenbach, N. R. & Englander S. W. (1979). Base-pair opening and closing reactions in the double helix: A stopped-flow hydrogen exchange study in poly(rA) • poly(rU). J. Mol. Biol., 135, pp. 391-411. doi: https://doi.org/10.1016/0022-2836(79)90443-1
Frisch, M. J., Trucks, G. W., Schlegel, H. B., Scuseria, G. E., Robb, M. A., Cheeseman, J. R., Scalmani, G., Barone, V., Mennucci, B., Petersson, G. A., Nakatsuji, H., Caricato, M., Li, X., Hratchian, H. P., Izmaylov, A. F., Bloino, J., Zheng, G., Sonnenberg, J. L., Hada, M., Ehara, M., Toyota, K., Fukuda, R., Hasegawa, J., Ishida, M., Nakajima, T., Honda, Y., Kitao, O., Nakai, H., Vreven, T., Montgomery Jr., J. A., Peralta, J. E., Ogliaro, F., Bearpark, M., Heyd, J. J., Brothers, E., Kudin, K. N., Staroverov, V. N., Keith, T., Kobayashi, R., Normand, J., Raghavachari, K., Rendell, A., Burant, J. C., Iyengar, S. S., Tomasi, J., Cossi, M., Rega, N., Millam, J. M., Klene, M., Knox, J. E., Cross, J. B., Bakken, V., Adamo, C., Jaramillo, J., Gomperts, R., Stratmann, R. E., Yazyev, O., Austin, A. J., Cammi, R., Pomelli, C., Ochterski, J. W., Martin, R. L., Morokuma, K., Zakrzewski, V. G., Voth, G. A., Salvador, P., Dannenberg, J. J., Dapprich, S., Daniels, A. D., Farkas, O., Foresman, J. B., Ortiz, J. V., Cioslowski, J., Fox, D. J. (2010). Gaussian 09, Revision C.01. Wallingford CT: Gaussian, Inc.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Доповіді Національної академії наук України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
