從轉(zhuǎn)錄的 DNA 中切除尿嘧啶會(huì)對基因表達(dá)產(chǎn)生負(fù)面影響。

尿嘧啶是 DNA 中不可避免的異常堿基，其修復(fù)是通過高效的堿基切除修復(fù)機(jī)制進(jìn)行的。從基因組中去除尿嘧啶需要一系列中間產(chǎn)物，包括一個(gè)脫堿基位點(diǎn)和一個(gè)單鏈斷裂，然后才能重建原始 DNA 結(jié)構(gòu)。這些修復(fù)中間體對 DNA 復(fù)制有害，并且還會(huì)干擾無細(xì)胞條件下的轉(zhuǎn)錄。然而，它們與細(xì)胞轉(zhuǎn)錄的相關(guān)性尚未得到證實(shí)。
方法和結(jié)果：
在這里，我們研究了摻入報(bào)告基因載體的尿嘧啶對人類細(xì)胞基因表達(dá)的影響。表達(dá)構(gòu)建體包含與腺嘌呤相對的單個(gè)尿嘧啶（模擬 DNA 合成過程中的 dUTP 錯(cuò)誤摻入）或鳥嘌呤（模擬自發(fā)胞嘧啶脫氨的產(chǎn)物）。我們沒有發(fā)現(xiàn)尿嘧啶在兩種環(huán)境中直接轉(zhuǎn)錄停滯的證據(jù)，因?yàn)楹袎A基修飾的載體在遞送到細(xì)胞后的早期表現(xiàn)出未改變的增強(qiáng) GFP 報(bào)告基因表達(dá)水平。然而，基因表達(dá)在隨后的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)表現(xiàn)出進(jìn)行性下降。
結(jié)論：
在 U：A 對的情況下，敲低 UNG1/2 顯著延遲了這種作用，但敲低 SMUG1 或胸腺嘧啶-DNA 糖基化酶 Uracil-DNA 糖基化酶未顯著延遲，證明是 UNG1/2 的堿基切除擾亂了受影響基因的轉(zhuǎn)錄。相比之下，U：G 構(gòu)建體表達(dá)的下降不受 UNG1/2、SMUG1 或胸腺嘧啶-DNA 糖基化酶敲低的影響，這強(qiáng)烈表明細(xì)胞中 U：A 和 U：G 損傷的加工之間存在很大的機(jī)制或動(dòng)力學(xué)差異。

尿嘧啶的陰離子衍生物：碎裂和反應(yīng)性。

尿嘧啶是陸地生命必不可少的生物分子，但幾十年來，其益生元形成機(jī)制已被證明難以捉摸。隕石已被證明含有尿嘧啶，并且星際芳香族物質(zhì)和含氮分子的豐度已得到充分證實(shí)，為尿嘧啶存在于星際介質(zhì) （ISM） 中提供了支持。尿嘧啶的離子化學(xué)可能為其益生元合成和在生命起源中的作用提供線索。生物分子的碎片化為它們的形成提供了有價(jià)值的見解。以前的研究主要集中在尿嘧啶衍生的陽離子的碎裂和反應(yīng)性上。
方法和結(jié)果：
在本研究中，我們探索了去質(zhì)子化的尿嘧啶-5-羧酸及其陰離子片段，以闡明尿嘧啶形成的新試劑，并表征尿嘧啶陰離子衍生物的反應(yīng)性。這些碎片的結(jié)構(gòu)是通過理論計(jì)算、進(jìn)一步的碎裂、實(shí)驗(yàn)酸度包圍以及與幾種已檢測和潛在的星際物質(zhì)（SO2、OCS、CS2、NO、N2O、CO、NH3、O2 和 C2H4）的反應(yīng)性來確定的。在商用離子阱質(zhì)譜儀中通過碰撞誘導(dǎo)解離 （CID） 實(shí)現(xiàn)碎裂，并且使用該儀器的改進(jìn)版測量所有反應(yīng)速率常數(shù)。
結(jié)論：
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到 B3LYP/6-311++G（d，p） 理論水平理論計(jì)算的支持。最后，討論了觀察到的碎裂和反應(yīng)過程的天體化學(xué)意義。