О. О. БРОВАРЕЦЬ1,2, Д. М. ГОВОРУН 2,3 НОВІ ФІЗИКО-ХІМІЧНІ МЕХАНІЗМИ СПОНТАННИХ ТА ІНДУКОВАНИХ АНАЛОГАМИ ОСНОВ ДНК ТРАНЗИЦІЙ

УДК 577.3

О. О. БРОВАРЕЦЬ^1,2, Д. М. ГОВОРУН ^2,3

НОВІ ФІЗИКО-ХІМІЧНІ МЕХАНІЗМИ СПОНТАННИХ ТА ІНДУКОВАНИХ

АНАЛОГАМИ ОСНОВ ДНК ТРАНЗИЦІЙ

¹Інститут молекулярної біології та генетики НАН України, Київ; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
²Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ

³Інститут високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Київ

Вступ. Точність реплікації ДНК є ключовим фактором стабільності геному. Хоча поширеною є думка, що причиною мутацій in vivo є утворення під час реплікації неправильних пар основ ДНК, проте їхня мікростуктурна природа залишається до кінця не зрозумілою.

Мета роботи - з’ясувати на основі якісно нових модельних уявлень фізико-хімічну природу спонтанних та індукованих деякими класичними мутагенами - похідними нуклеотидних основ - точкових мутацій ДНК, що належать до класу транзицій.

Методи: неемпірична квантова хімія на рівні теорії MP2/6-311++G(2df,pd)//DFT B3LYP/6-311++G(d,p), аналіз топології електронної густини за Бейдером, фізико-хімічна кінетика.

Результати. Встановлено, що джерелом виникнення спонтанних помилок включення, а саме - транзицій, є перетворення зміщених пар основ ДНК Gua·Thy і Ade·Cyt у пари за участі мутагенних таутомерів (позначено зірочками) Gua*·Thy і Ade·Cyt*, а помилок реплікації - трансформація Вотсон-Криківської пари основ ДНК Ade·Thy у пари за участі мутагенних таутомерів Ade*·Thy і Ade·Thy*.

Ці підходи використано для з’ясування фізико-хімічних механізмів дії низки аналогів основ ДНК – класичних мутагенів.

Висновки. Запропоновано та обгрунтовано із залученням відомих експериментальних даних нові, не представлені в літературі елементарні механізми спонтанних та індукованих класичними мутагенами транзицій.

Броварець О.О., Говорун Д.М. Фізико-хімічний механізм перетворення зміщених пар основ ДНК Gua·Thy і Ade·Cyt у пари за участі мутагенних таутомерів Gua*·Thy і Ade·Cyt*//Ukrainica Bioorganica Acta. – 2009. – Vol.8,N2.-P.12-18.

Броварець О.О., Говорун Д.М. Новий фізико-хімічний механізм спонтанного перетворення Вотсон-Криківської пари основ ДНК Ade·Thy у пари за участі мутагенних таутомерів Ade*·Thy і Ade·Thy*//Ukrainica Bioorganica Acta. – 2010. – Vol.9, N1. - (друкується).

Броварець О.О., Говорун Д.М.Новий фізико-хімічний механізм мутагенної дії 5-бромурацилу//Ukrainica Bioorganica Acta. – 2009. – №2.-P.19-23.

Броварець О.О., Говорун Д.М. Молекулярні механізми мутагенної дії 2-амінопурину на ДНК // Ukrainica Bioorganica Acta. – 2010. – Vol.9, N1. - (друкується).

Броварець О.О., Говорун Д.М. Чи продукує 5-бромурацил та його аналоги точкові помилки реплікації ДНК? Результати квантово-механічного аналізу//Вісник Київського університету. Серія “Фіз.-мат. науки”. – 2010. – №2. – (друкується).