ОСОБЕННОСТИ ПОЛНОГО ДАЛЬНОДЕЙСТВУЮЩЕГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОНЦЕВЫХ ПАР НУКЛЕОТИДОВ В ОБЛАСТИ ДВУХНИТЕВЫХ РАЗРЫВОВ ДНК

Высоцкий В. И., Пинчук А. А., Корнилова А. А.
Kиeвcкий университет им. Т.Шевченко, Украина; *Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова

В работе изучены характеристики дальнодействующего взаимодействия пар нуклеотидов, находящихся на концах двухнитевых разрывов. Это взаимодействие соответствует сумме парных кулоновских взаимодействий зарядов (образованных у-электронами Дель Ре и р-электронами Хюккеля с учетом геометрии уотсон-криковских пар) атомов разных пар нуклеотидов во внутриклеточной среде и электродинамического ван-дер-ваальсового дисперсионного взаимодействия между этими парами. На основе теории Дебая-Xюккеля проведен учет влияния ионного состава внутриклеточной жидкости на эффективность кулоновской компоненты взаимодействия. Степень ионности среды моделирует процесс ее радиолиза при внешнем облучении. Необходимые для расчета энергии ван-дер-ваальсового взаимодействия дисперсионные характеристики взаимодействующих нуклеотидов во всем спектральном диапазоне были найдены с помощью соотношений Крамерса-Кронинга для спектров поглощения нуклеотидов в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах. Было показано, что при взаимодействии между ориентированными парами нуклеотидов CG-CG в нейтральной среде с рН 7 на расстоянии L"7-8Е возникает потенциальный барьер V(r)>0 высотой V(L)"3 КБТ, препятствующий ферментативной саморепарации ДНК. При повышении кислотности среды до рН=5 высота барьера увеличивается до V(L)"5 kБT. В щелочной среде при увеличении РН высота барьера снижается и при рH 11 барьер, препятствующий саморепарации разрыва ДНК, исчезает. Аналогичный отталкивающий барьер высотой V(L) "1,5 КБТ при рН 7 возникает на том же расстоянии L между парами нуклеотидов ТА-ТА и исчезает при увеличении рН. Между остальными возможными комбинациями пар нуклеотидов барьер отсутствует, и взаимодействие всегда соответствует притяжению (V(r)<0). Дополнительный учет многозарядового кулоновского взаимодействия локализованных у- и р-электронов приводит к появлению высоких антирепарационных барьеров.