Depurinácia

Depurinácia je chemická reakcia purínových deoxyribonukleozidov, deoxyadenozínu a deoxyguanozínu, a ribonukleozidov, adenozínu a guanozínu, v ktorej sa hydrolyticky štiepi β-N-glykozidová väzba a uvoľňuje sa nukleová báza, adenín alebo guanín. Druhým produktom depurinácie deoxyribonukleozidov a ribonukleozidov je cukor, 2'-deoxyribóza alebo ribóza. Komplexnejšie zlúčeniny obsahujúce nukleozidové reziduá, ako sú nukleotidy a nukleové kyseliny, môžu takisto podliehať depurinácii. Deoxyribonukleozidy a ich deriváty sú omnoho náchylnejšie než ich ribonukleozidové ekvivalenty. Strata pyrimidínovej báze (cytozín a tymín) prebieha podobným mechanizmom, ale omnoho pomalšie.

Chemická štruktúra apurínovej polohy prítomnej v úseku jednozávitovej DNA.

Depurinácia v DNA vedie k apurínovej polohe, čo následne vedie k zmene štruktúry. Štúdie odhadhujú, že každý deň sa týmto spôsobom stratí asi 5 000 purínov v bežnej ľudskej bunke.^[1] Jedným z hlavných dôvodov depurinácie v bunkách je prítomnosť endogénnych metabolitov podstupujúcich chemické reakcie. Apurínové polohy v dvojzávitovej DNA sú po kúskoch účinne opravované vďaka base excision repair (BER) dráhe. Depurinácia báz v jednozávitovej DNA podstupujúcej replikáciu môže viesť k mutáciám, pretože bez prítomnosti informácie o komplementárnom vlákne môže BER doplniť nesprávnu bázu do apurínovej polohy, čím vzniká tranzičná alebo tranzverzná mutácia.^[2]

Depurinácia hrá dôležitú úlohu v rozvine rakoviny.^[3]

Hydrolytická depurinácia je jedna z hlavných foriem poškodenia starobylej DNA u fosílií a subfosílneho materiálu, keďže báza ostane neopravená. Toto vedie k strate genetickej informácie (sekvencie báz) a problémom s obnovou a in vitro repikláciou poškodenej molekuly v polymerázovej reťazovej reakcii (PCR).

Chémia reakcie

Depurinácia nie je neobvyklá, pretože puríny sú dobré odstupujúce skupiny kvôli 9N-dusíku (pozri štruktúru purínu). Anomérny uhlík je navyše veľmi reaktívny voči nukleofilnej substitúcii (väzba uhlík-kyslík je kratšia, silnejšia a polárnejšia, zatiaľ čo väzba uhlík-purín je dlhšia a slabšia). Na základe tohto je táto väzba veľmi náchylná k hydrolýze.

V chemickej syntéze oligonukleotidov je depurinácia jedným z hlavných limitných faktorov obmedzujúcich dĺžku syntetických oligonukleotidov.^[4]

Referencie

↑ LINDAHL, T.. Instability and decay of the primary structure of DNA. Nature, 22 April 1993, s. 709–715. ISSN 0028-0836. DOI: 10.1038/362709a0. PMID 8469282.
↑ CARR, Steven M.. Depurination produces transversion mutations . Memorial University of Newfoundland, 2009, . Dostupné online.
↑ Mechanism of DNA depurination by carcinogens in relation to cancer initiation.. IUBMB Life, 2012, s. 169–179. DOI: 10.1002/iub.586. PMID 22162200.
↑ Synthesis of high-quality libraries of long (150mer) oligonucleotides by a novel depurination controlled process.. Nucleic Acids Res., 2010, s. 2522–2540. DOI: 10.1093/nar/gkq163. PMID 20308161.

Literatúra

HARTWELL, Leland; HOOD, Leroy; GOLDBERG, Michael L.. Genetics: From Genes to Genomes. 2nd. vyd. New York, NY : McGraw-Hill, 2004. Dostupné online. ISBN 978-0-07-291930-1.
WEINBERG, Robert Allan. The Biology of Cancer. 1st. vyd. : Garland Science, 2006. Dostupné online. ISBN 978-0-8153-4076-8.
ALBERTS, Bruce; JOHNSON, Alexander; LEWIS, Julian. Molecular Biology of the Cell. 4th. vyd. New York, NY : Garland Science, 2002. Dostupné online. ISBN 978-0-8153-3218-3.

Zdroj

Chemický portál

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Depurination na anglickej Wikipédii.

Zdroj:
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.

[instability-1] LINDAHL, T.. Instability and decay of the primary structure of DNA. Nature, 22 April 1993, s. 709–715. ISSN 0028-0836. DOI: 10.1038/362709a0. PMID 8469282.

[2] CARR, Steven M.. Depurination produces transversion mutations . Memorial University of Newfoundland, 2009, . Dostupné online.

[3] Mechanism of DNA depurination by carcinogens in relation to cancer initiation.. IUBMB Life, 2012, s. 169–179. DOI: 10.1002/iub.586. PMID 22162200.

[4] Synthesis of high-quality libraries of long (150mer) oligonucleotides by a novel depurination controlled process.. Nucleic Acids Res., 2010, s. 2522–2540. DOI: 10.1093/nar/gkq163. PMID 20308161.

[1]

[2]

[3]

[4]