Практикум 2

Рисунок 3 демонстрирует наиболее предпочтительную пару цитозин-'азотистое основание', потому что в данном случае формируются три водородные связи. Взаимодействие цитозина и гуанина в таком виде является каноническим.

Далее при рассмотрении пар азотистых оснований для цитозина, тимина и урацила не будет рассматриваться N1 в качестве потенциального участника водородной связи, потому что в нуклеотидах и нуклеозидах он участвует в образовании N-гликозидной связи. Аналогично, для аденина и гуанина - N9.

Рисунок 4 показывает менее вероятные взаимодействия гуанина и цитозина. Варианты CG-3 и CG-4 являются более предпочтительными, поскольку их устойчивость повыше чем у остальных (образуются две, а не одна, водородные связи). Также в CG-3 и CG-4 будет отсутствовать взаимное отталкивание частично положительных/отрицательных зарядов.

Как показано на рисунке 5 для аденина и цитозина теоретически возможны несколько взаимодействий. Но наиболее вероятна пара CA-4, в которой формируются две водородные связи, отсуствует отталкивание одинаковых зарядов (как, например, в CA-2). Для CA-3 расстояние между донорами и акцепторами превышает возможные значения для образования устойчивой водородной связи, поэтому такое положение маловероятно в реальном объекте.

На рисунках 6 и 7 показаны потенциальные пары цитозин-урацил/тимин. Здесь пары с двумя водородными связями, CU-1/CT-1 и CU-3/CT-3, являются, наоборот, менее предпочтительными, потому что расстояние между двуям атомами кислорода на C2 с частично отрицательными зарядами слишком малое и будет происходить их взаимное отталкивание. Таким образом, предпочтительнее CU-2 и CT-2 (в CU-4/CT-4 и CU-5/CT-5 идет взаимное отталкивание N3 на цитозине с одним из кислородов урацила/тимина).

Рисунок 8 показывает, что возможно и нетипичное взаимодействие цитозина с цитозином же. Предпочтительнее в этом случае вариант CC-1 с двумя водородными связями и отстутствуем конфлитка между атомами, несущими одинаковый по знаку частичный заряд.