Proton assisted intramolecular electron transfer reactions in DNA. A proposed mechanism

¹ Department of Chemistry, Nuclear Research Centre-Negev, Beer-Sheva 84191, Israel.
² Department of Chemistry, Ohio State University, Columbus, Ohio 43210-1173, USA.

Abstract

The interaction of ionizing radiation with DNA leads to the creation of radicals whose ESR spectra suggest the presence of guanine cation and thymine anion radicals. Later it was suggested that the cytosine anion could be also present. Recent studies on the reduction potentials of the purine and pyrimidine bases of DNA, their reaction with mild reductants and oxidants and the acid/base properties of their reduced and oxidized radicals had confirmed these ESR conclusions. Based on these findings, we review the possibility of internal electron transfer in DNA and discuss the unique role of the cytosine/guanine pair in this transfer.

Résumé

L'interaction d'un rayonnement ionisant avec l'ADN conduit à la création de radicaux libres dont les spectres RPE suggèrent la présence du cation de la guanine et de l'anion de la thymine. Ultérieurement, il a été proposé que le radical anion de la cytosine peut également être présent. Des études récentes sur les bases des purines et pyrimidines de l'ADN, leurs réactions avec des réducteurs et oxydants légers et les propriétés acido/alcalines des radicaux produits ont confirmé les conclusions obtenues par la RPE. En nous basant sur ces résultats nous proposons que ces formations de radicaux libres dans l'ADN irradié résultent d'un mécanisme de transfert électronique intramoléculaire. Nous discutons aussi le rôle unique de la paire cytosine/guanine dans ce transfert.