Водородная связь и ДНК: 66-летняя ретроспектива (в кратком изложении)

Abstract

Актуальность. Как однажды сказал Ю.П. Благой, памяти которого посвящается настоящая работа: «Молекулярная структура ДНК — знаменитая двойная спираль — стабилизируется молекулами воды и ионами металлов». Центральным, ключевым взаимодействием, определяющим как двухспиральное строение ДНК, так и ее функционирование (генетический код, репликация, мутагенез), есть водородно-связанное взаимодействие. Цель работы. Демонстрация многообразных проявлений водородной связи в структуре и функционировании ДНК. Материалы и методы. В работе было использовано компьютерное моделирование, основанное на методе функционала плотности. Результаты. В работе представлен широкий спектр водородно-связанных взаимодействий, определяющих ключевые стороны как структуры ДНК, так и функциональные особенности, относящиеся к наследственности (репликация, мутагенез). Выводы. С одной стороны, в приоткрытых парах со встроенной молекулой воды на внешней водородной связи создаются более благоприятные условия для переходов протонов между основаниями по центральной водородной связи. В этом случае водородные связи оснований в меньшей степени препятствуют переходу протона из-за меньшего электростатического отталкивания (большего расстояния) между ними. Поэтому приоткрытые пары с большей вероятностью могут быть источником образования таутомерных форм нуклеиновых оснований и обусловливать вероятный механизм образования точечных мутаций в ДНК. При этом центральные водородные связи с участием иминогрупп оснований в парах остаются неповрежденными.

Keywords

• ю.п. благой
• днк
• водородная связь
• гидратация
• мутация
• перенос протона
• приоткрывание двойной спирали днк