Contribuições de Emparelhamento de Bases e Empilhamento de Bases para a Formação de DNA de Cadeia Dupla

A formação e dissociação do DNA de cadeia dupla (dsDNA) são de fundamental importância biológica. A carga negativa do DNA influencia a estabilidade do dsDNA. No entanto, o emparelhamento de bases e o empilhamento entre bases vizinhas são responsáveis pela estabilidade dependente da sequência do dsDNA. A estabilidade de uma molécula de dsDNA pode ser estimada a partir de modelos empíricos de vizinhança mais próxima baseados em contribuições atribuídas aos passos de emparelhamento de bases ao longo do DNA e parâmetros adicionais devido aos terminais do DNA. Em esforços para separar as contribuições, foi concluído que o empilhamento de bases domina a estabilidade do dsDNA, enquanto o emparelhamento de bases contribui negligentemente. Usando um modelo diferente para a formação do dsDNA, reanalisamos as contribuições de estabilidade do dsDNA e concluímos que o empilhamento de bases já contribui ao nível de ssDNAs separados, mas que as contribuições de emparelhamento impulsionam a formação do dsDNA. O modelo teórico também prevê que as contribuições de estabilidade dos passos de emparelhamento de base que contêm apenas guanina/citosina, passos mistos e passos com apenas adenina/timina seguem a ordem 6:5:4, respectivamente, como esperado com base nas ligações de hidrogênio formadas. O modelo é totalmente consistente com os dados de empilhamento disponíveis e os parâmetros de dsDNA de vizinhança mais próxima. Ele permite atribuir um valor distribuído de forma estreita para a contribuição efetiva de energia livre por ligação de hidrogênio formada durante a formação do dsDNA de -0,72 kcal·mol–1 baseado inteiramente nos dados experimentais.