Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Данилов В.И. -> "Электронные представления в теории точенных мутаций" -> 5

Электронные представления в теории точенных мутаций - Данилов В.И.

Данилов В.И., Квенцель Г.Ф. Электронные представления в теории точенных мутаций — К.: Наука думка, 1971. — 84 c.
Скачать (прямая ссылка): elektronniepredstavleniya1971.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 29 >> Следующая

н Н
\ \
N - Н-----: N
Т - г*
*
А-Ц
Рис. 5. Плоскости репликации пары А—Т.
включающихся оснований. Хотя константы равновесия пуриновых оснований не измерены, кажется вероятным, что произведение соответствующих констант — порядка 10~8—Ю~!0. Последнее хорошо согласуется со скоростью спонтанных мутаций, оцененной Фризом и Дрейком [24, 251.
Указанием на справедливость предложенного Лёвдиным объяснения малости частоты спонтанных мутаций могла бы служить недавно опубликованная работа [28]; ее автор обосновывал возможность того, что in vivo ДНК существует в виде четырехтяжевой структуры. В этом случае два поли-нуклеотидных тяжа со спаренными основаниями реплицировались бы как сохраняющаяся единица, в силу чего мутация, скорее всего, являлась бы результатом включения пары редких оснований. Однако, как показал Уилкинс с сотр. 128а], тщательный анализ рентгенографических данных приводит к выводу, что ДНК in vivo существует в виде двухтяжевой структуры.
Для получения разумной величины вероятности спонтанных мутаций возможен и другой подход, основанный на
14
работе 121]. Ее авторы исходят из того, что вероятность мутаций, обусловленных таутомерией оснований, зависит не только от констант таутомеризации, но и, в силу необратимости процесса репликации, от кинетических факторов. Вероятность транзиции Г — Ц -> А — Т или А — Т -* Г — Ц (W'q), возникающей в результате ошибок репликации и включения, может быть выражена [21] следующим образом (см. рис. 3):
Wq = ^>а*^>ЦХА*—Ц ^Ц*^АИЦ*—А "Ь ^г*^>т>сг*—т’
(2)
где Р — вероятность существования нуклеотида в обычной или редкой форме, а — вероятность присоединения
редкой формы нуклеотида к обычной форме.
Так как
Р*' = l + Qx ' (3)
где Qx—константа таутомеризации нуклеотида X, равная отношению концентраций его редкой и обычной форм, и по условию нормировки
рх +Рх< - 1. (4)
то (2) можно записать в виде
ту/ СаХА*-Ц + Фцкц*—А , Стхт*-Г + QrXr*-T ,гч
« (1 + Qa) (1 + Qu) + U + QT)U+Qr) ‘ {)
Учитывая, что Q 1, выражение для даваемое (5),
примет окончательный вид:.
^Q ~ QaXA*—Ц "Ь ^ЦХЦ*—A “I- Qt^t*—г "Ь QrXr*—Т’ (®)
Из (6) следует, что низкая частота спонтанных мутаций может объясняться малостью величин х [29].
Очевидно, выводы Лёвдина о несогласии величин W и Q справедливы, если в выражении (6) все — 1, что,
в свою очередь, возможно при отсутствии специфичности ДНК-полимеразы. Последнее, однако, представляется маловероятным в свете работ [30—33], где было показано, что специфичность ДНК-полимеразы, по крайней мере частично, ответственна за точность репликации ДНК, а также противоречит количественным данным работы [31],
указывающим, что xY,__2 к < 3 (х — вероятность соединения нуклеотидов в уотсои-криковскую пару). В связи с этим величина WQ 1СГ4 — 1СГ5 и может оказаться близкой к экспериментально оцененной.
Ионизация оснований
Другой механизм мутаций связывают с ионизацией оснований [34]. В равновесном состоянии часть оснований в матрице во время репликации ДНК и часть нуклеозидтри-
Рис. 6. Пары оснований Г—Т, образованные в результате ионизации одного из оснований: а —пара Г-—Т, б — пара Г—Т-.
фосфатов в среде ионизированы. Специальное экспериментальное исследование И К- и УФ-спектров аниона 1-метил-тимина показывает, что отрицательный заряд в значительной мере делокализован [35]. Ионизированное основание с отщепленным протоном, спариваясь с комплементарным себе, дает редкую пару. Так, потеря протона у атома Nx гуанина или у атома N3 тимина может приводить (рис. 6) к образованию пары Г — Т.
Образование таких редких пар в следующем цикле репликации приводит к транзициям А —Т-> Г—Ц (см. рис. 3) как при ошибках репликации, так и при ошибках включения. С другой стороны, в случае присоединения протона к атому Nx аденина или N3 цитозина последние теряют способность спариваться с основаниями и при репликации ДНК индуцируют делеции.
Для оценки степени ионизации оснований необходимо знать их константы ионизации и значения pH. Относительные величины легкости отщепления и присоединения про-
16
тона {кислотность и основность), вычисленные квантовомеханически в работах [36, 37], показывают, что наибольшей кислотностью в Г и Т и наибольшей основностью в А и Ц обладают атомы азота, принимающие участие в образовании Н-связей. Эти выводы находятся в согласии с экспериментальными значениями р/( нуклеотидов (при t = 20—25°) [38], приведенными ниже.
Присоединение Отщепление протона протона
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 29 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed