Депуринация – ДНК және РНК нуклеозидтеріндегі пуриндердің ыдырауы. Аденин мен гуанин базалары босап, ДНК зақымдануына әкеледі. Биологиялық маңызды процесс.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Депуринация – пурин дезоксирибонуклеозидтері, дезоксиаденозин және дезоксигуанозин, сондай-ақ рибонуклеозидтер, аденозин немесе гуанозиннің химиялық реакциясы, онда β N гликозидтік байланыс гидролиздік жолмен үзіліп, нуклеиндік негіз – тиісінше аденин немесе гуанин босатылады. Дезоксирибонуклеозидтер мен рибонуклеозидтердің депуринациясының екінші өнімі – қант, тиісінше 2'-дезоксирибоза және рибоза. Нуклеозид қалдықтарын, нуклеотидтерді және нуклеин қышқылдарын қамтитын күрделі қосылыстар да депуринацияға ұшырайды. Дезоксирибонуклеозидтер және олардың туындылары, сәйкес рибонуклеозидтеріне қарағанда депуринацияға көбірек бейім. Пиримидиндік негіздердің (цитозин және тиминнің) жоғалуы ұқсас механизм арқылы, бірақ едәуір төмен жылдамдықпен жүреді. ДНҚ-да депуринация орын алғанда, апуриндік орын пайда болады, бұл оның құрылымын өзгертеді. Зерттеулерге сәйкес, әдеттегі адам жасушасында күніне шамамен 5 000 пурин осылай жоғалады. Жасушаларда депуринацияның басты себептерінің бірі – химиялық реакцияларға түсетін эндогенді метаболиттердің болуы. Екі тізбекті ДНҚ-дағы апуриндік орындар базалық экзизиялық жөндеу (BER) жолының бөліктері арқылы тиімді жөнделеді. Репликация кезіндегі бір тізбекті ДНҚ-дағы депуриндтелген негіздер мутацияға алып келуі мүмкін, себебі толықтыратын тізбектен ақпарат болмаған жағдайда, BER апуриндік орынға қате негізді қосуы мүмкін, нәтижесінде транзиция немесе трансверсия мутациясы пайда болады. Депуринация қатерлі ісіктердің басталуында маңызды рөл атқарады. Гидролиттік депуринация – қазба және қазбаға жақын материалдардағы көне ДНҚ зақымдануының негізгі түрлерінің бірі, себебі негіз жөнделмейді. Бұл ақпараттың (негіздік тізбектің) жоғалуына және полимераза тізбектік реакциясы арқылы зақымдалған молекуланың қалпына келтіруіне және *in vitro* репликациясына қиындықтар туғызады.
Depurination is a chemical reaction of purine deoxyribonucleosides, deoxyadenosine and deoxyguanosine, and ribonucleosides, adenosine or guanosine, in which the β N glycosidic bond is hydrolytically cleaved releasing a nucleic base, adenine or guanine, respectively. The second product of depurination of deoxyribonucleosides and ribonucleosides is sugar, 2' deoxyribose and ribose, respectively. More complex compounds containing nucleoside residues, nucleotides and nucleic acids, also suffer from depurination. Deoxyribonucleosides and their derivatives are substantially more prone to depurination than their corresponding ribonucleoside counterparts. Loss of pyrimidine bases (cytosine and thymine) occurs by a similar mechanism, but at a substantially lower rate. When depurination occurs with DNA, it leads to the formation of apurinic site and results in an alteration of the structure. Studies estimate that as many as 5,000 purines are lost this way each day in a typical human cell. In cells, one of the main causes of depurination is the presence of endogenous metabolites undergoing chemical reactions. Apurinic sites in double stranded DNA are efficiently repaired by portions of the base excision repair (BER) pathway. Depurinated bases in single stranded DNA undergoing replication can lead to mutations, because in the absence of information from the complementary strand, BER can add an incorrect base at the apurinic site, resulting in either a transition or transversion mutation. Depurination is known to play a major role in cancer initiation. Hydrolytic depurination is one of the principal forms of damage to ancient DNA in fossil or subfossil material, since the base remains unrepaired. This results in both loss of information (the base sequence), and difficulties in recovery and in vitro replication of the damaged molecule by the polymerase chain reaction.
Реакцияның химиясы
Депуринизация жиі кездеседі, себебі пурин 9N азоты арқылы жақсы кететін топ болып табылады (пуриннің құрылымын қараңыз). Сонымен қатар, аномерлік көміртек нуклеофилдік орынбасуға өте реактивті (фактически, көміртек-оттек байланысын қысқартып, күшейтіп, полюстік етеді, ал көміртек-пурин байланысын ұзартып, әлсіретеді). Бұл байланысты гидролизге әсіресе осал етеді. Олигонуклеотидтердің химиялық синтезінде депуринизация синтезделген олигонуклеотидтердің ұзындығын шектейтін маңызды факторлардың бірі болып табылады.
Depurination is not uncommon because purine is a good leaving group via the 9N nitrogen (see the structure of a purine). Furthermore, the anomeric carbon is especially reactive towards nucleophilic substitution (effectively making the carbon oxygen bond shorter, stronger and more polar, while making the carbon purine bond longer and weaker). This makes the bond especially susceptible to hydrolysis. In chemical synthesis of oligonucleotides, depurination is one of the major factors limiting the length of synthetic oligonucleotides.