Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Депуринация – это химическая реакция пуриновых дезоксирибонуклеозидов, дезоксиаденозина и дезоксигуанозина, а также рибонуклеозидов, аденозина или гуанозина, в которой β-N-гликозидная связь гидролитически расщепляется с высвобождением нуклеинового основания – аденина или гуанина, соответственно. Вторым продуктом депуринации дезоксирибонуклеозидов и рибонуклеозидов является сахар – 2'-дезоксирибоза и рибоза, соответственно. Более сложные соединения, содержащие нуклеозидные остатки, нуклеотиды и нуклеиновые кислоты, также подвержены депуринации. Дезоксирибонуклеозиды и их производные значительно более склонны к депуринации, чем их соответствующие рибонуклеозидные аналоги. Потеря пиримидиновых оснований (цитозина и тимина) происходит по аналогичному механизму, но с существенно более низкой скоростью. При депуринации ДНК образуется апуриновый участок, что приводит к изменению её структуры. По оценкам, в типичной клетке человека ежедневно теряется до 5000 пуринов таким образом. В клетках одной из основных причин депуринации является присутствие эндогенных метаболитов, участвующих в химических реакциях. Апуриновые участки в двухцепочечной ДНК эффективно восстанавливаются компонентами пути исправления вырезания оснований (BER). Депуринированные основания в одноцепочечной ДНК, подвергающейся репликации, могут приводить к мутациям, поскольку при отсутствии информации от комплементарной цепи BER может добавить неправильное основание в апуриновом участке, вызывая переходную или трансверсионную мутацию. Депуринация известна как важный фактор в инициации рака. Гидролитическая депуринация является одной из основных форм повреждения древней ДНК в ископаемом или субфоссильном материале, поскольку основание остаётся невосстановленным. Это приводит к потере информации (последовательности оснований) и затрудняет восстановление и репликацию in vitro повреждённой молекулы с помощью полимеразной цепной реакции.
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.
Химия реакции
Депурирование – распространенное явление, поскольку пурин является хорошей уходящей группой по азоту 9N (см. структуру пурина). Кроме того, аномерный углерод особенно реакционноспособен в реакциях нуклеофильного замещения (что фактически укорачивает, усиливает и поляризует связь углерод-кислород, одновременно удлиняя и ослабляя связь углерод-пурин). Это делает связь особенно уязвимой для гидролиза. При химическом синтезе олигонуклеотидов депурирование является одним из основных факторов, ограничивающих длину синтезируемых олигонуклеотидов.
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.