Extrahelicale Cytosinbasen in DNA-Duplexen mit dGCC(n)·dGCC(n) Wiederholungen: Nachweis durch eine Mechlorethamin-Quervernetzungsreaktion

Das Cytosin-Cytosin (C-C) Paar ist eines der am wenigsten stabilen DNA-Mismatch-Paare. Die Basen des C-C-Mismatches sind nur schwach wasserstoffbrückenbindend, und frühere Arbeiten haben gezeigt, dass sie in bestimmten Sequenzkontexten vom Kern der Helix entstapeln und eine 'extrahelicale' Position einnehmen können. Hier zeigen wir mit DNA-Duplexen mit dGCC(n)·dGCC(n) Fragmenten, die C-C-Mismatches in einer 1,4 bp Beziehung enthalten, dass Cytosinbasen unterschiedlicher formaler Mismatch-Paare durch Mechlorethamin miteinander vernetzt werden können. Zum Beispiel zeigen wir im Duplex dCTCTCGCCGCCGCCGTATC·dGATACGCCGCCGCCGAGAG, wo unterstrichene Cytosinbasen als die formalen C-C-Mismatch-Paare C(7)-C(32), C(10)-C(29) und C(13)-C(26) vorhanden sind, dass zwei Mechlorethamin-Querverbindungen zwischen C(13) und C(29) sowie zwischen C(10) und C(32) gebildet werden, zusätzlich zu den Querverbindungen bei C(7)-C(32), C(10)-C(29) und C(13)-C(26) (wir haben zuvor die Quervernetzung formaler C-C-Paare durch Mechlorethamin berichtet). Wir interpretieren die Bildung der Querverbindungen C(13)-C(29) und C(10)-C(32) als Hinweis auf eine extrahelicale Lage der vernetzbaren Cytosine. Solche extrahelicalen Cytosinbasen wurden zuvor für ein einzelnes C-C-Mismatch-Paar (in der sogenannten E-Motiv-Konformation) beobachtet. Im E-Motiv sind die extrahelicalen Cytosine zum 5'-Ende des Duplex gefaltet, was mit unseren Quervernetzungsdaten übereinstimmt und auch mit dem Fehlen von C(7)-C(29) und C(10)-C(26) Querverbindungen in der aktuellen Arbeit übereinstimmt. Daher liefern unsere Daten Beweise für eine erweiterte E-Motiv-DNA (eE-DNA) Konformation in kurzen dGCC(n)·dGCC(n) Wiederholungsfragmenten und eröffnen die Möglichkeit, dass solche Strukturen in viel längeren dGCC(n)·dGCC(n) Wiederholungstrakten auftreten könnten.