DNAトリプレットのヘアピンループのベーススタッキングと偶数/奇数の動作は、DNAポリメラーゼで滑りを繰り返して滑りを繰り返します

DNAのCAGまたはCTGトリプレットの繰り返しは、簡単に再配置する通常と不一致の塩基対の組み合わせで、トラストランドのヘアピンループを形成できます。このようなループは、DNA複製または修復のプライマーテンプレートの滑りを促進し、神経変性疾患に関連するようなトリプレットリピート拡張を与える可能性があります。セルフプライミングシーケンス（例：（CAG）（16）（CTG）（4））を使用して、37度CでDNAポリメラーゼで形成されたすべてのヘアピンループを解決し、CAG/CTGループ構造をGACと比較してDNAポリメラーゼを測定します。/GTC構造は、類似した水素結合がありますが、ベーススタッキングが異なり、CAG、CTG、およびGTCトリプレットが主に2つのトリプレットの階段を滑り込ませる偶数メンバーのループを形成しますが、GACトリプレットは奇数のループを好みます。ヘアピンの安定性が向上するにつれて滑り速度が低下し、安定しない領域でスリッページがより簡単に開始するという考えをサポートします。ループ安定性（低塩で）順序GTC <CAG <GAC <CTGの増加、一方、滑り速度はGTC> CAGの注文> CAGの減少します。CTG溶融物Cと比較したGTCのループは、Cが低く、6倍速くスリップします。溶融温度を、エンタルピーエントロピー補償を考慮して、塩基対と誤話のダブレットの標準的なエンタルピー変化に関連付けることにより、ベーススタッキングの観点から結果を解釈します。

Repetitions of CAG or CTG triplets in DNA can form intrastrand hairpin loops with combinations of normal and mismatched base pairs that easily rearrange. Such loops may promote primer-template slippage in DNA replication or repair to give triplet-repeat expansions like those associated with neurodegenerative diseases. Using self-priming sequences (e.g. (CAG)(16)(CTG)(4)), we resolve all hairpin loops formed and measure their slippage and expansion rates with DNA polymerase at 37 degrees C. Comparing CAG/CTG loop structures with GAC/GTC structures, having similar hydrogen bonding but different base stacking, we find that CAG, CTG, and GTC triplets predominantly form even-membered loops that slip in steps of two triplets, whereas GAC triplets favor odd-numbered loops. Slippage rates decline as hairpin stability increases, supporting the idea that slippage initiates more easily in less stable regions. Loop stabilities (in low salt) increase in the order GTC < CAG < GAC < CTG, while slippage rates decrease in the order GTC > CAG approximately GAC > CTG. Loops of GTC compared with CTG melt 9 degrees C lower and slip 6-fold faster. We interpret results in terms of base stacking, by relating melting temperature to standard enthalpy changes for doublets of base pairs and mispairs, considering enthalpy-entropy compensation.