Опис документа

Recent studies on Escherichia coli bacteria cultivation, in which DNA thymine was replaced with 5-chlorouracil have refreshed the problem of understanding the changes to physical properties of DNA monomers resultant from chemical modifications. These studies have shown that the replacement did not affect the normal activities and division of the bacteria, but has significantly reduced its life span. In this paper a comparative analysis was carried out by the methods of computational experiment of a setof 687 possible conformers of natural monomeric DNA unit (2"-deoxyribonucleotide thymidine monophosphate) and 660 conformers of 5-chloro-2"-deoxyuridine monophosphate - a similar molecules in which the natural nitrogenous base thymine is substituted with 5-chlorouracil. Structures of stable conformers of the modified deoxyribonucleotide have been obtained and physical factors, which determine their variation from the conformers of the unmodified molecule have been analyzed. A comparative analysis of the elastic properties of conformersof investigated molecules and non-covalent interactions present in them was conducted. The results can be used for planning experiments on synthesis of artificial DNA suitable for incorporation into living organisms.

Нещодавні дослідження з виведення бактерії Escherichia coli, в ДНК якої тимін був замінений 5-хлорурацилом, що майже не вплинуло на нормальну життєдіяльність та на поділ бактерій, але призвело до значного скорочення часу її життя, актуалізували проблему розуміння змін у фізичних властивостях мономерів ДНК у разі їх хімічної модифікації. У роботі проведено порівняльний аналіз наборів із 687 можливих конформерів природної мономерної ланки ДНК (2"-дезоксирибонуклеотиду тимідинмонофосфату) та 660 конформерів 5-хлор-2"-дезоксіуридинмонофосфату - аналогічної молекули, в якій природну азотисту основу тимін заміщено на 5-хлорурацил. Одержано структури стійких конформерів модифікованого дезоксирибонуклеотиду та проаналізовано фізичні чинники, що обумовлюють їх відмінність від конформерів немодифікованої молекули. Зроблено порівняльний аналіз пружних властивостей конформерів досліджених молекул та нековалентних взаємодій в них. Результати роботи можуть бути використані під час планування експериментів із синтезу штучних ДНК, придатних для їх включення в живі організми.

Недавние исследования по выведению бактерии Escherichia coli, в ДНК которой тимин был замещен 5-хлорурацилом, что почти не повлияло на нормальную жизнедеятельность и на деление бактерий, но привело к значительному сокращению времени ее жизни, актуализировали проблему понимания изменений в физических свойствах мономеров ДНК при их химической модификации. В работе проведен сравнительный анализ наборов из 687 возможных конформеров природного мономерного звена ДНК (2"-дезоксирибонуклеотида тимидинмонофосфата) и 660 конформеров 5-хлор-2"-дезоксиуридинмонофосфата - аналогичной молекулы, в которой природное азотистое основание тимин замещено на 5-хлорурацил. Получены структуры устойчивых конформеров модифицированного дезоксирибонуклеотида и проанализированы физические факторы, обусловливающие их отличие от конформеров немодифицированной молекулы. Сделан сравнительный анализ упругих свойств конформеров исследованных молекул и нековалентных взаимодействий в них. Результаты работы могут быть использованы при планировании экспериментов по синтезу искусственных ДНК , пригодных для их включения в живые организмы.