Bi-stability of pyramidal structure of NH2-group in nitrous bases and ITS role in structure-function organization of the genomic DNA
Impact of the stable sp 3-hybrid structure of the valence orbitals of amino groups in nitrous bases on the initiation of the hidden structural polymorphism of Watson-Crick base pairs is considered. The key role of the differences in the polymorphism of AT and GC pairs in the formation of structural and functional features of genomic DNA is shown by the methods of computer chemistry and comparative genomic.
Download file
Counter downloads: 58
Keywords
аминогруппа, непланарность азотистых оснований, уотсон-криковские АТ- и GC-пары, полиморфизм водородного связывания, ДНК, нуклеотидные треки, геном, ген, кодоны, aminogroup, non-planarity of nitrous bases, Watson-Crick AT and GC pairs, hidden polymorphism of hydrogen bonding, DNA, nucleotide tracts, genome, gen, codonAuthors
| Name | Organization | |
| Komarov V.M. | Institute of Cell Biophysics of RAS | komarov_vm@mail.ru |
| Samchenko A.A. | Institute of Cell Biophysics of RAS | open13@mail.ru |
References
Нурмухаметов Р.Н., Плотников В.Г., Шигорин Д.Н. // Журн. физ. химии. - 1966. - Т. 40. - С. 1154.
Шигорин Д.Н. // ЖВХО им. Д.И. Менделеева. - 1975. - Т. 20. - С. 32.
Шигорин Д.Н., Плотников В.Г. // ДАН СССР. - 1977. - Т. 234. - С. 121.
Шигорин Д.Н. // Журн. физ. химии. - 1977. - Т. 51. - С. 1894.
Комаров В.М., Плотников В.Г., Белоусова Л.В. // Опт. и спектр. - 1970. - Т. 29. - С. 1006- 1007.
Комаров В.М., Плотников В.Г. // Теор. и эксперим. химия. - 1974. - Т. 10. - № 1. - С. 62-68.
Комаров В.М., Плотников В.Г. // Журн. прикл. спектр. - 1974. - Т. 20. - № 2. - С. 256-260.
Komarov V.M. and Plotnikov V.G. // Spectrosс. Lett. - 1975. - V. 8. - No. 6. - P. 363-373.
Плотников В.Г., Долгих Б.А., Комаров В.М. // Опт. и спектр. - 1977. - Т. 43. - № 6. - С. 1072-1080.
Excited States. V. 1. / ed. E.C. Lim. - N.Y.: Academic Press, 1974.
Lim E.C. and Kedzierski M. // Chem. Phys. Lett. - 1973. - V. 20. - P. 242.
Watson J.D. and Crick F.H.C. // Nature. - 1953. - V. 171. - P. 737-738.
Зенгер В. Принципы структурной организации нуклеиновых кислот. - М.: Мир, 1987.
Wilson C.C. // Nucl. Acids Res. - 1987. - V. 15. - P. 8577-8591.
Wilson C.C. and Tollin P. // Nucleosides & Nucleotides. -1987. - V. 6. - P. 643-653.
Marx K.A., Hess S.T., and Blake R.D. // J. Biomol. Struct. Dyn. - 1993. - V. 11. - P. 057-066.
Marx K.A., Zhou Y., and Kishawi I.Q. // J. Biomol. Struct. Dyn. - 2006. - V. 23. - P. 429-446.
Dechering K.J., Cuelenaere K., Konings R.N.H., and Leunissen J.A.M. // Nucl. Acids Res. - 1998. - V. 26. - P. 4056-4062.
Shomer B. and Yagil G. // Nucl. Acids Res. - 1999. - V. 27. - P. 4491-4480.
Coenye T. and Vandamme P. // DNA Research. - 2005. - V. 12. - P. 221-233.
Piazza F. and Lio P. // Physica A. - 2005. - V. 347. - P. 472-488.
Subirana J.A. and Messeguer X. // J. Theor. Biol. - 2011. - V. 283. - P. 28-34.
Комаров В.М., Полозов Р.В., Коноплев Г.Г. // Неплоское строение аминозамещенных азотистых оснований. PCILO конформационное исследование: Препринт Научного центра биологических исследований АН СССР. - Пущино, 1989.
Komarov V.M. and Polozov R.V. // Z. Naturforsch. - 1990. - V. 45c. - P. 1080.
Komarov V.M., Polozov R.V., and Konoplev G.G. // J. Theor. Biol. - 1992. - V. 155. - P. 281- 294.
Свердлов Л.М., Ковнер М.А., Крайнов Е.П. Колебательные спектры многоатомных молекул. - М.: Наука, 1970.
Brand J.C.D., Williams D.R., and Cook T.J. // J. Mol. Spectrosс. - 1966. - V. 20. - P. 359-380.
Brown R.D., Godfrey P.D., and Kleibomer D.B. // J. Mol. Spectrosс. - 1987. - V. 124. - P. 21-33.
Brown R.D., Godfrey P.D., McNaughton D., and Pierlot A.P. // J. Am. Chem. Soc. - 1989. - V. 111. - P. 2308-2310.
Brown R.D., Godfrey P.D., McNaughton D., and Pierlot A.P. // Chem. Phys. Lett. - 1989. - V. 156. - P. 61-63.
Alonso J.L., Pena I., Lopez J.C., et al. // Angew. Chem. Int. Ed. - 2009. - V. 48. - P. 6141-6143.
Комаров В.М. // Биофизика. -1994. - Т. 39. - № 5. - С. 837-842.
Герцберг Г. Электронные спектры и строение многоатомных молекул. - М.: Мир, 1969.
Комаров В.М. // Биофизика. - 1998. - Т. 43. - № 6. - С. 967-974.
Komarov V.M. // J. Biol. Phys. - 1999. - V. 24. - P. 167-184.
Комаров В.М., Мевх Н.Г. // Журн. физ. химии. - 1995. - Т. 69. - № 8. - С. 1419-1421.
Kabanov A.V. and Komarov V.M. // Int. J. Quant. Chem. - 2002. - V. 88. - P. 579-587.
Kabanov A.V., Komarov V.M., Yakushevich L.V., and Teplukhin A.V. // Int. J. Quant. Chem. - 2004. - V. 100. - P. 595-609.
Hobza Pю and Sandorfy C. // J. Am. Chem. Soc. - 1987. - V. 109. - P. 1302-1307.
Hobza P. and Šponer J. // Chem. Rev. - 1999. - V. 99. - No. 11. - P. 3247-3276.
Roscioli J.R. and Pratt D.W. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2003. - V. 100. - P. 13752-13754.
Stewart J.J.P. // J. Comput. Chem. - 1989. - V. 10. - P. 209.
Stewart J.J.P. // J. Mol. Struct. (THEOCHEM). - 1997. - V. 401. - P. 195.
Vinogradov A.E. // Nucl. Acids Res. - 2003. - V. 31. - P. 1838-1844.
Nishida H. // Curr. Issues Mol. Biol. - 2013. - V. 15. - P. 19-24.
Wu H., Zhang Z., Hu S., and Yu J. // Biology Direct. - 2012. - V. 7. - No. 2. - P. 1-16.
Frank-Kamenetskii M.D. // Biopolymers. - 1971. - V. 10. - P. 2623-2624.
Musto H., Naya H., Zavala A., et al. // FEBS Lett. - 2004. - V. 573. - P. 73-77.
Singer C.E. and Ames B.N. // Science. - 1970. - V. 170. - P. 822-825.
Musto H., Naya H., Zavala A., et al. // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 2006. - V. 347. - P. 1-3.
Oliver J.L. and Marin A. // J. Mol. Evol. - 1996. - V. 43. - P. 216-223.
Sueoka N. // J. Mol. Evol. - 1993. - V. 37. - P. 137-153.
Kudla G., Lipinski L., Caffin F., et al. // PLoS Biol. - 2006. - V. 4. - P. e180.
Foerstner K.U., von Mering C., Hooper S.D., and Bork P. // EMBO Rep. - 2005. - V. 6. - P. 1208-1213.
Веркин Б.И., Янсон И.К., Суходуб Л.Ф., Теплицкий А.Б. Взаимодействия биомолекул. - Киев: Наукова думка, 1985.
Ussery D.W., Wassenaar T.M., and Borini S.B. Computing for Comparative Microbial Genomics: Bioinformatics for Microbiologists. - London: Springer Verlag, 2009.
Watson J.D. Molecular Biology of the Gene. - New York; Amsterdam: W.A. Benjamin, Inc., 1965.
Karlin S. and Mrazek J. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1997. - V. 94. - P. 10227-10232.
Hamilton W.L., Claessens A., Otto T.D., et al. // Nucl. Acids Res. - 2017. - V. 45. - No. 4. - P. 1889-1901.
Subirana J.A. and Messeguer X. // Nucl. Acids Res. - 2010. - V. 38. - No. 4. - P. 1172-1181.
Yagil G. // J. Mol. Evol. - 1993. - V. 37. - P. 123-130.
Yagil G. // Genomics. - 2006. - V. 87. - P. 591-597.
Shomer B. and Yagil G. // Nucl. Acids Res. - 1999. - V. 27. - P. 4491-4480.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank
Cамченко А.А., Киcелев C.C., Кабанов А.В. и др. // Биофизика. - 2016. - Т. 61. - № 6. - С. 1045-1058.
Киселев С.С., Комаров В.М., Масулис И.С., Озолинь О.Н. // Компьют. исследов. и моделир. - 2010. - Т. 2. - № 2. - С. 183-187.
Schaibley V.M., Zawistowski M., Wegman D., et al. // Genome Research. - 2013. - V. 23. - P. 1974-1984.
Glemin S., Clement Y., David J., and Ressayre A. // Trends in Genetics. - 2014. - V. 30. - No. 7. - P. 263- 270.
Комаров В.М., Самченко А.А., Кондратьев М.С. // Докл. Междунар. конф. «Математическая биология и биоинформатика» / под ред. В.Д. Лахно. - Пущино: ИМПБ РАН, 2018. - Т. 7. - Ст. № e103. DOI: 10.17537/icmbb18.114.
Sharp P.M. and Li W-H. // Nucl. Acids Res. - 1987. - V. 15. - No. 3. - P. 1281-1295.
Narakuma Y., Gojobori T., and Ikemura T. // Nucl. Acids Res. - 2000. - V. 28. - P. 292.
