Dynamics of the B-A Transition of DNA Double Helices

Abstract

Die B-A Umwandlung von DNA wurde schon vor mehr als fünfzig Jahren entdeckt, aber bisher konnte die Kinetik dieser Umwandlung experimentell noch nicht aufgelöst werden. Die Zeitauflösung der Stopped-Flow Methode erwies sich als nicht ausreichend. Mit Hilfe der elektrischen Feldimpulsmethode gelang es die ersten experimentellen Daten zu erhalten. Dazu mussten feldinduzierte Reaktionseffekte von Orientierungseffekten mit Hilfe der Magischen Winkel Methode getrennt werden. Besonders hohe feldinduzierte Reaktionsamplituden wurden am Poly [d(A-T)] beobachtet. In diesem Fall wurde ein Spektrum von Zeitkonstanten gefunden; die schnellste Reaktionskomponente mit der zugleich größten Amplitude wurde bei 10 µs beobachtet. Vergleichbare Effekte wurden an natürlichen DNAs mit 50% GC im Kettenlängenbereich von 859 bis 48, 502bp gefunden. Bei diesen DNAs wurde die schnellste Reaktionskomponente bei 2 µs beobachtet. Diese experimentell gefundenen Zeitkonstanten sind um mehr als drei Größenordnungen größer als die aus molekulardynamischen Simulationen vorhergesagten Zeitkonstanten. Damit wird deutlich das bei der B-A Umwandlung erhebliche Aktivierungsbarrieren überwunden werden müssen. In der Literatur wird angenonmmen, das die Dynamik interner Umwandlung von DNA sehr schnell ist. Die vorgelegten Ergebnisse zeigen das diese Annahme nicht allgemein berechtigt ist.