Biyolojik önemi olan küçük nükleotidlerin yapısal ve elektronik özelliklerinin moleküler modelleme yoluyla incelenmesi

Ökaryotik canlılarda genetik bilginin aktarımı ve genin ifade edilmesi deoksiribonükleik asitin (DNA) ribonükleik asite (RNA) transkripe edilmesini takiben proteine çevrilmesi şeklinde gerçekleşmektedir. Bununla birlikte, genin transkripsiyonunda görev alan enzimler, RNA polimerleşmesini başlatabilmeleri için DNA dizisi içerisinde bulunan promotör bölge olarak bilinen kısa DNA dizilerine bağlanma gereksinimi duymaktadır. Bu çalışmada, biyolojik olarak belirli işlevleri belirlenmiş olan nükleotid (öncelikli olarak mono-tetramer) yapıları belirlenerek, bu yapıların üç boyutlu modellerinin oluşturulması ile yapısal ve elektronik özelliklerinin moleküler modelleme ile araştırılması amaçlanmıştır. Bunun için, TATA-kutusu dizine ait mono, di, tri ve tetramer yapılarına ait konfomerlerin yapı analizi Spartan'14 programı ile bulundu. Bulunan konfomer yapılarının optimizasyon ve frekans hesaplamaları sulu ortamda, MOPAC2016 programı PM6-D3H4 yöntemi ve Gaussian09 programı ωB97XD/6-311++G(d,p) yöntemi ile hesaplandı. Hesaplama sonrasında rölatif enerji değerleri hesaplanarak, moleküler yapıların gösterimi Discovery Studio Visualizer 2019 programı ile yapıldı. Sonuç olarak, nükleotid yapılarının riboz halkasına bağlı –OH grubu ile -PO43- grupları arasında –H bağının oluştuğu bulundu. Buna ek olarak, tetranükleotid yapılarının nükleobazlarının eşleniklerinin (A=T) ve non-kovalent etkileşim olarak CH−π bağının oluştuğu gözlendi.