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THE BIOLOGICAL IMPORTANCE OF U.V.‐INDUCED DNA‐PROTEIN CROSS‐LINKING IN VIVO AND ITS PROBABLE CHEMICAL MECHANISM *
Author(s) -
SMITH KENDRIC C.
Publication year - 1968
Publication title -
photochemistry and photobiology
Language(s) - Spanish
Resource type - Journals
SCImago Journal Rank - 0.818
H-Index - 131
eISSN - 1751-1097
pISSN - 0031-8655
DOI - 10.1111/j.1751-1097.1968.tb08048.x
Subject(s) - cysteine , polynucleotide , thymine , chemistry , dimer , dna , reaction rate constant , uracil , escherichia coli , stereochemistry , pyrimidine dimer , biochemistry , kinetics , dna repair , enzyme , organic chemistry , gene , physics , quantum mechanics
— The increased sensitivity of Escherichia coli to killing by u.v. while frozen and the changes in sensitivity as a function of temperature during irradiation have been correlated with the increased production of DN A‐protein cross‐links and have been shown not to be related to thymine dimer production. These results provide yet another example where thymine dimers make little contribution to the u.v. inactivation of a biological system (but does not detract from the biological importance of thymine dimers in other systems). We have reported that uracil and cysteine can combine to form 5‐S‐cysteine, 6‐hydrouracil when a solution of these two compounds is irradiated with u.v. (2357 Å). This led us to offer this compound as a model for the mechanism by which DNA and protein are cross–linked in vivo. We have now extended our studies to the kinetics of the photochemical addition of 35 S‐cysteine to various polynucleotides and to DNA. Selected rate constants for cysteine addition (μ M cysteine/μ M nucleotide involved /erg/mm 2 × 10 8 ) are as follows:The rate constants for native and heat‐denaturated DNA can be accounted for by the summation of the rate constants for the appropriate polynucleotides. The addition of cysteine to RNA shows a biphasic response probably related to the amount of single‐stranded regions present. Preliminary results indicate that tyrosine and serine also add photochemically to DNA. RESUMEN La pronunciada sensibilidad del Escherichia coli al ser irradiado por luz u.v. cuando esta congelado y los cambios en la sensibilidad con la temperatura durante la radiación han sido relacionados con el aumento en la produccion de uniones ADN‐proleina y se ha demostrado no tener relación con la formación de dímeros de la timina. Los resultados aquí presentados proveen otro ejemplo para ilustrar que los dímeros de la timina practicamente no contribyen a la inactivación con luz u.v. de un sistema biológico (pero no niega la importancia biológica de los dimeros de la timina en otros sistemas). Hemos reportado que el uracilo y la cisteina pueden combinarse para formar 5‐S‐cisteina. 6‐hidrouracilo cuando una solución de estos dos componentes es irradiada con luz u.v. (2537 Å). Esto nos conduce a presentar a este compuesto para explicar el mecanismo por el cual el ADN y la proteina se unen in vivo. En la actualidad hemos extendido nuestros estudios a la cinética de la adición fotoquimica de 35 S‐cisteina a varios polinucleótidos y al ADN. Las constantes de velocidad para la adición de cisteina en (μM de cisteina/μM de nucleotido/erg/mm 2 × 10 8 ) son las siguientes:Las constantes de velocidad para el ADN nativo y desnaturalizado por el calor pueden obtenerse sumando las constantes de velocidad de los polinucleótidos correspondientes. Algunos resultados preliminares indican que la tirosina y la senna tambien se adicionan fotoquímicamente al ADN.