Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Данилов В.И. -> "Электронные представления в теории точенных мутаций" -> 6

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 12 .. 29 >> Следующая

Г Т У А Ц
9,3 10,0 9,4 3,7 4,2
Согласно этим данным, Г ионизируется легче, чем Т, в результате чего при ошибках репликации частота транзи-ций Г — Ц ^ А — Т больше, чем А — Т Г — Ц; при ошибках включения — положение обратное. Что же касается делеций, то ионизация Ц, по-видимому, индуцирует их чаще, чем ионизация А.
Вероятность мутации, обусловленной ионизацией ос* нования и состоящей в транзиции А — Т -» Г — Ц или Г — Ц -> А — Т зависит также от величин х и определяется выражением
W к = Рг~Рт%г--т + Рт-Рг*т--г> (7J
в котором обозначения имеют тот же смысл, что и в (2), но относятся к ионизированному основанию. Учитывая, что
Рх~ = J + 10рЯх-рн ’ Рх = , ~ 10рн-рлг > выражение (7) можно переписать [391 как
____________*г-_т_________________________________хт--г___________
(1 f 10рЛг-рН)(1 4_ j qpH—р^т) ' (j _j_ j Q ~рн)( 1 1 oPH—p/f Г)'
(9)
К сожалению, из-за отсутствия каких-либо данных о v.x-_z невозможно оценить величину Wк. В работе [21] предполагается, что ионизация оснований является менее вероятным механизмом спонтанного мутагенеза, чем таутомерия. Причины этого авторы видят в том, что ионизация приводит к образованию редких пар Г — ТиА — Цс меньшим числом Н-связей, и, кроме того, при включении ионизированного основания отсутствует возможность дополнительной стабилизации ДНК за счет образования комплексас
2-331
17
переносом протона. Эти возражения, однако, а настоящее время представляются неубедительными, так как показано, что устойчивость ДНК в первую очередь определяется гидрофобными взаимодействиями [40—42]. Получено также, по крайней мере для органических растворителей, экспериментальное доказательство отсутствия переноса протонов по Н-связям пар оснований [43].
Туннельный механизм мутаций
Наряду с таутомеризацией нуклеотидных оснований после расплетания тяжей ДНК возможны также таутомерные превращения в нативной ДНК. Из электростатических
г Ц г ц
Рис. 7. Двойной таутомерный переход в паре Г—Ц: а — внутримолекулярный, б — межмоле-кулярный.
соображений следует ожидать, что в этом случае они осуществляются путем переходов двух протонов в противоположных направлениях. Этот двойной таутомерный переход может быть либо внутримолекулярным, либо межмолекуляр-ным (рис. 7). Относительная вероятность этих двух процессов зависит от высот потенциальных барьеров, которые необходимо преодолеть протонам для изменения их равновесных положений. Проведенные оценки [44] показали, что межмолекулярные барьеры значительно ниже внутримолекулярных; таким образом, можно принимать во внимание только межмолекулярные переходы.
Лёвдин [26, 27, 45, 46] обратил внимание на то, что при таких переходах протоны не обязательно должны иметь энергию, большую, чем высота барьера. Так как протоны являются квантовыми частицами, то в силу туннельного эффекта они могут проходить сквозь потенциальный барьер
18
j рис. 8). Следовательно, имеется конечная вероятность того, что «нормальные» нары А — Т и Г — Ц могут спонтанно переходить в таутомерные пары А*— Т* и Г*— Ц* из-за протонного «обмена» вдоль Н-связей. Если в таких парах Н-связи разрываются, то редкие формы оснований в следующем цикле репликации приводят к образованию редких пар, а в конечном v счете — к транзициям А — Т Г — Ц(рис. 9).
Однако пары Г* —Т
Хч
Рис. 8. Типичная потенциальная кривая водородной связи в ДНК (? — нижайший уровень туннелирования).
и А — Ц* имеют более низкую энергию, чем изомерные им пары Г - Т* и А* — Ц [27].
Это может означать, что пары Г — Т* и А* — Ц неустойчивы по отношению к протонному обмену и быстро переходят в свои таутомерные формы Г* — Т и А — Ц*. Последнее изменит схему репликации пары А—Т (рис. 10).
В простейшем предположении, что форма потенциала Н-связи в ДНК определяется разностью я-электронных плотностей на протонодонорном и протоноакцепторном атомах (АР, эв), энергетическое расстояние между минимумами потенциала дается формулой [26]
1/3 — ^ = 7,99ДР.
(10)
А --- --- Т гтц
1 1
А* --- _ + г* -t- ц*
4 ч i ч
А Ц г --- т* г --- г А _ - ц*
4 ^ / \ i \ / V
А-Ц Г-Ц г-ц г-т* Г-Т А-т А-Т А-Ц*
Рис. 9. Ошибки репликации, обусловленные протонным туннелированием в парах оснований ДНК.
Используя значения я-электронных плотностей иа этих атомах [47], можно вычислить относительную заселенность В = ехр {— (У3 — Vi)/kT] нижайшего уровня туннелирования протона. Результаты вычислений [26] представлены в
»•
19
габл. 2, в которой положительные значения обозначают, что нижайший минимум расположен в левой яме, а отрицательные — в правой.
Данные таблицы показывают, что Н-связи в ДНК высоко асимметричны, и протоны в нормальных формах пар практически нацело локализованы в одной из ям.
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 < 6 > 7 8 9 10 11 12 .. 29 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed