How a Single 5 eV Electron Can Induce Double-Strand Breaks in DNA: A Time-Dependent Density Functional Theory Study
Notice bibliographique
Résumé
High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Low-energy (<20 eV) electrons (LEEs) can resonantly interact with DNA to form transient anions (TAs) of fundamental units, inducing single-strand breaks (SSBs), and cluster damage, such as double-strand breaks (DSBs). Shape resonances, which arise from electron capture in a previously unfilled orbital, can induce only a SSB, whereas a single core-excited resonance (i.e., two electrons in excited orbitals of the field of a hole) has been shown experimentally to cause cluster lesions. Herein, we show from time-dependent density functional theory (TDDFT) that a core-excited resonance can produce a DSB, i.e., a single 5 eV electron can induce two close lesions in DNA. We considered the nucleotide with the G–C base pair (ds[5′-G-3′]) as a model for electron localization in the DNA double helix and calculated the potential energy surfaces (PESs) of excited states of the ground-state TA of ds[5′-G-3′], which correspond to shape and core-excited resonances. The calculations show that shape TAs start at ca. 1 eV, while core-excited TAs occur only above 4 eV. The energy profile of each excited state and the corresponding PES are obtained by simultaneously stretching both C5′–O5′ bonds of ds[5′-G-3′]. From the nature of the PES, we find two dissociative (σ*) states localized on the PO 4 groups at the C5′ sites of ds[5′-G-3′]. The first σ* state at 1 eV is due to a shape resonance, while the second σ* state is induced by a core-excited resonance at 5.4 eV. As the bond of the latter state stretches and arrives close to the dissociation limit, the added electron on C transfers to C5′ phosphate, thus demonstrating the possibility of producing a DSB with only one electron of ca. 5 eV.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».