Электронные представления в теории точенных мутаций - Данилов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
А
J--1--1--i_J___1__I__l I i L I 1 < 0<
<o
СЧ
CC
V^H
о
Рис. 27. Энергетические контуры (в эв) пары оснований Г—Ц в ионизированных состояниях как функция положений протонов водородных связей: а — катион, 6— анион.
СО
а _г
И
5 я
5 LC
О I
s I
'О в -
М О
»s 1 к а
3 в
а си О со S К о ад о и
х _ 2 л ж
?•** са о
с о.
о ^ *=* ф о § а
?8
о
-я Н
Л о
а. а,
Ё С о >s id s
v*ua
<D
s.*
о 5
* 9
СП 1
00 л сч ¦о*
s *
Л в
а «
Таблица 19
Характеристики гаутомеров пары основаиий Г— Ц в ионизированных состояниях
Расстояние Энергия, Эй
от пуринового
основания, А
Таутомер Верх Сред элект нулево общая Относительная
ний ний ронная го заселенность
про про колеба при Г=ЗЮ°К
тон тон тельно
го
уровня
Катион 1,93 1,09 0,00 0,54 0,54 1
I
II 0,99 1,08 1,45 0,50 1,95 1,3 -10-23
III 1,91 1,86 0,36 0,48 0,84 1,4- 1(Н
IV 1,02 1,87 0,84 0,43 1,27 1,4 ¦ 10-12
Анион
I 1,92 1.11 0,12 0,63 0,75 2,7 • 10-*
11 1,00 1,06 1,29 0,48 1,77 7,1 • 10~21
III 1,92 1,88 0,00 0,53 0,53 1
IV 1,03 1,86 1,00 0,52 1,52 7,8-10-17
м (а—т)—иони.1а---(Ан—¦?)-' н ' иия ' н '
.анионная
форма
форм_у,
(3) (а'
-_нт\/ит — делении V Z [г=Ц,Т(У)]
изменение генетиче-' ской информации
Рис. 29. Туннельный механизм возникновения мутаций, индуцированных ионизирующей радиацией.
73
Кроме того, как видно из рис. II и 27, барьеры для различных процессов туннелирования в катионе и анионе пары Г — Ц выше, чем в нейтральной форме, за исключением барьера, разделяющего таутомеры I и III. Вычисленные времена туннелирования I III оказались равными для катиона 4,2 • 10-11 сек, а для аниона — 1,7 ¦ 10~9 сек, т. е. они достаточно малы, и вполне вероятно, что таутомерное равновесие может быть достигнуто за время жизни ионизированных состояний.
Для пары А — Т во многом наблюдается подобная картина. Однако в отличие от пары Г — Ц таутомер III является устойчивой формой не только для аниона, но и для катиона. Подобный вывод для обеих пар получен также в работе [218] методом ССП МО JIKAO для открытых оболочек, дающим наилучшее в вариационном смысле одноконфигурационное приближение.
Таким образом, ионизация обеих пар приводит к образованию больших количеств таутомера III. Эта гипотеза составляет основу возможного механизма мутаций, индуцируемых ионизирующей радиацией (схематически такая возможность для аниона пары А — Т представлена на рис. 29), так как в этом случае во время репликации ДНК могут возникать ошибки в генетической информации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Dyson F.— J. Math. Phys., 8, 1967, 601.
2. Фриз Э,— В кн.: Молекулярная генетика, ч. I. «Мир», М.,
1964, 226.
3. Freese Е., Freese Е. В,— Radiation Res., Suppl., 6, 1966,
97.
4. D е 1 b г й с к М., Т imofeeff К. W., Zimmer К. G.— Nachr. Acad. Wiss. Gottingen, Biol.-physiol.-chem., 1, 1935. 189.
5. Шредингер Э. Что такое жизнь с точки зрения физики. ИЛ, М., 1947.
6. Ти мофеев - Ресовск нй Н. В., Ромпе Р. Р.-Проблемы кибернетики, 2, 1959, 213.
7. W а 1 s о n Л. D., Crick F. Н. С.— In: Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol., 18, 1953, 123.
8. Watson J. D., Crick F. H. C.— Nature, 171, 1953 , 737, 964.
9. Pullman B., Berthod H., Dreyfus М.—Theoret. Chira. Acta, 15, 1969, 265.
10. Freese E.— J. Mol. Biol., 1, 1959, 87.
11. Dewar M. J. S., Sampson R. J.— J. Chem. Soc., 1956,
2789.
12. Dewar M. J. S.— Adv. Chem. Phys., 8, 1965, 65.
13. P u 1 1 m a n B., Pullman A.— Biochim. Biophys. Acta, 64,
1962 , 403; Nature, 196, 1962, 1137.
14. Pullman B.— Biopolytners, Symp. 1, 1964, 141.
15. Pullman A.— In: Electronic Aspects of Biochemistry. Acad. Press, N. Y.—L., 1964, 135.
16. H о f f m a n n T. A., L a d i k J.— Adv. Chem. Phys., 7, 1964, 84.
17. В e r t h о d H., Pullman A. — J. Chem. Phys., 62. 1965, 942.
18. П ю л ь м а н Б., Пюльмав А. Квантовая биохимия. «Мир», М., 1965, 169.
19. К е n n е г G. W., Reese С. В., Todd A. R.— J. Chem. Soc 1955 855
20. К a t г i t z к у A. R„ Waring A. J.—J. Chem. Soc., 1962, 1540.
21. Сухоруков Б. И., П о л т e в В. И.— Биофизика, 9, 1964, 148.
22. Д а н и л о в В. И.— Биофизика, 12, 1967 , 540.
23. L u n е 1 1 S., S р е г b е г G.— J. Chem. Phys., 46, 1967, 2119.
