Фотобиология - Конев С.В.
Скачать (прямая ссылка):
димерная структура
О
характеризующаяся иными, чем у тимина, спектральными свойствами: полоса
поглощения аддукта сдвинута в длинноволновую сторону примерно на 40 нм.
По сравнению с пиримидиновыми димерами количество аддуктов, возникающих
при УФ-облучении, невелико. Аддукты возникают, по-видимому, не через
триплетное, а через синглетное состояние, так как добавление доноров
триплетного состояния тимина не сенсибилизирует их образование.
10. ГИДРАТАЦИЯ УРАЦИЛА И ЦИТОЗИНА
Реакция фотогидратации сводится к присоединению воды к пиримидиновому
кольцу у 5,6-двойной связи с ее последующим разрывом:
фотогидраты образуются в растворах урацила и цитозина, их ди- и
полинуклеотидах (нуклеозидах), РНК и ДНК Характерно, что пиримидиновые
гидраты эффективно образуются в одно-, но не двухтяжевой ДНК. Ско-
11. Таутомеризация оснований
237
рость фотогидратадии уменьшается при замене НгО на D2O. Реакция
гидратации фотонеобратима. Поэтому при длительном или интенсивном
ультрафиолетовом облучении (240-270 нм) полиуридиловой кислоты
практически обнаруживаются только гидраты.
В отличие от димеров гидраты разрушаются в темноте при повышенных
температурах, при сдвигах pH как в щелочную, так и в кислую сторону, при
повышении ионной Силы раствора. Квантовый выход фотогидратации урацила в
растворе 0,002, в полиуридиловой кислоте 0,01. Есть все основания
считать, что предшественником фотогидратов служат не триплетные, а сш-
глетные возбужденные состояния пиримидиновых оснований, поскольку, во-
первых, выход фотогидратации не зависит от,длины волны света, в то время
как вероятность конверсии в триплетное состояние зависит от нее; во-
вторых, триплетные тушители, влияя на скорость димеризации, оказываются
неэффективными по отношению к гидратации; в-третьих, избирательное
заселение триплетных уровней оснований за счет миграции энергии не
сопровождается гидратацией.
11. ТАУТОМЕРИЗАЦИЯ ОСНОВАНИЙ
Квантовомеханические расчеты показывают, что благодаря изменениям
конфигурации электронного облака оснований в первом возбужденном
состоянии и связанному с ними изменению энергии резонанса повышается
вероятность образования обычно редких тауто-мерных форм оснований
(лактим-лактамиая и амино-иминная таутомерная фототрансформация).
Возбуждение способствует сдвигу равновесия в системе к редкой лактимной
форме (R- С=0-"-R'- С - ОН) у гуанина, урацила и тимина и к иминоформе (R
- NH2-> ->-R'=NH) у аденина и цитозина, благодаря чему при репликации
становится возможной комплементация цитозина не с гуанином, а с аденином
и гуанина не с цитозином, а с тимином. Однако короткие времена жизни
возбужденных состояний оснований (т"=10-12 с) делают проблематичным
сохранение сдвига равновесия таутомерных форм в течение репликации.
238 Глава XII. Действие УФ-света на нуклеиновые кислоты
12. РАЗРЫВЫ ПОЛИНУКЛЕОТИДНОЙ ЦЕПИ
Разрывы сахаро-фосфатного остова ДНК (чаще всего только одной нити)
наблюдаются лишь при действии больших доз ультрафиолетового излучения с
квантовым выходом, но крайней мере, на три порядка меньшим, чем в случае
димеризации пиримидинов. Например, квантовый выход разрывов цепи ДНК
вируса табачной мозаики 3,5-10-6. В результате разрывов увеличивается
вязкость, уменьшается двулучепреломление в потоке и скорость
седиментации. Разрывы нитей можно наблюдать под электронным микроскопом.
13. ВНУТРИ- И МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ПОПЕРЕЧНЫЕ СШИВКИ В ДНК
О внутримолекулярных ковалентных сшивках между двумя комплементарными
нитями ДНК в растворе свидетельствует тот факт, что УФ-облученная ДНК
неспособна расплетаться на нити при денатурационных воздействиях -
разрыве водородных и других нековалентных связей. Такие "сцепленные" нити
выявляются при центрифугировании в градиенте плотности, а также в опытах
с использованием ДНК, одна из цепей которых мечена по азоту (N15).
Облученные, а затем денатурированные молекулы ДНК устойчивы к действию
фосфодиэстеразы, субстратом которой является одно-нитевая ДНК.
Используя способность акридинового оранжевого в комплексе с двунитевой
ДНК флуоресцировать в красной, а в комплексе с однонитевой ДНК-в зеленой
области спектра, Г. Б. Завильгельский показал, что время жизни
флуоресценции в красной области увеличивается, а в зеленой уменьшается с
увеличением дозы (возрастание степени локального расплетения нитей);
зависимость тех же параметров от дозы облучения была обратной в опытах,
проведенных по схеме облучение - нагревание до 100° С - быстрое
охлаждение - измерение (уменьшение степени термической денатурации из-за
возрастания числа межнитевых сшивок). Как и еле-
14. Сшивкн нуклеиновая кислота - белок
239
довало ожидать, экспоненциальные кривые время жизни флуоресценции - доза
в первом и втором вариантах опытов, начиная с определенных доз,
сливались, выходя на плато, так как двунитевые участки ДНК
стабилизировались поперечными сшивками и были уже не чувствительными к
температуре.
Спектр действия образования поперечных сшивок совпадает со спектром
