Скрученная интеркалирующая нуклеиновая кислота

Эта статья может быть слишком технической для понимания большинства читателей . Пожалуйста, помогите улучшить ее, чтобы сделать ее понятной для неспециалистов , не удаляя технические детали. ( Декабрь 2011 ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

Скрученная интеркалирующая нуклеиновая кислота (TINA) — это молекула нуклеиновой кислоты , которая при добавлении к триплексобразующим олигонуклеотидам (TFO) стабилизирует образование триплекса ДНК Хугстина из двухцепочечной ДНК (dsDNA) и TFO. ^[1] Ее способность скручиваться вокруг тройной связи увеличивает легкость интеркаляции в двухцепочечной ДНК для образования триплексной ДНК. Было показано, что определенные конфигурации стабилизируют антипараллельную дуплексную ДНК Уотсона-Крика. Было показано, что праймеры TINA-ДНК повышают специфичность связывания в ПЦР. Также было показано, что использование вставок TINA в G-квадруплексах усиливает активность против ВИЧ-1. Стабилизированный TINA PT демонстрирует улучшенную чувствительность и специфичность клинических диагностических анализов на основе ДНК .

Тройные спирали образуются, когда одноцепочечный триплекс-образующий олигонуклеотид (TFO) связывается с пурин -содержащей цепью dsDNA посредством специфических взаимодействий большой бороздки. ^[2] Как правило, сродство TFO к третьей цепи низкое из-за необходимости образования pH -чувствительных триплексов оснований Хугстина C+–G–C в физиологических условиях в параллельном ( пиримидиновом ) связывающем мотиве. Модификация TFO была предпринята с целью улучшения их связывающей способности с их мишенями и уменьшения ограничений в последовательности dsDNA с помощью разработки новых триплексных азотистых оснований . Недавно было обнаружено, что вставки выпуклостей (R)-1-O-[4-(1-пиренилэтинил)фенилметил]глицерина (TINA) в середину гомопиримидиновых олигодезоксинуклеотидов могут приводить к термической стабильности в триплексах и дуплексах типа Хугстина, тогда как дуплексы типа Уотсона–Крика с тем же содержанием нуклеотидов были дестабилизированы. ^[3] Для увеличения ∆Tm несовпадения оснований следует размещать в центре TFO и, когда это осуществимо, следует избегать несовпадений оснований A, C или T с G. Несовпадения оснований можно нейтрализовать путем интеркаляции TINA с каждой стороны несовпадения оснований и замаскировать TINA, интеркалирующим непосредственно 3' или 5' от него.

Диагностические анализы с использованием гибридизации ДНК ограничены диссоциацией антипараллельных дуплексных спиралей. Это можно улучшить, используя стабилизирующие ДНК молекулы, такие как интеркаляторы, такие как орто-TINA, которые стабилизируют образование дуплекса. Исследования показывают, что наибольшее увеличение стабильности происходит при использовании интеркалирующих праймеров на 3' и 5' концах. Размещение молекулы TINA в олигонуклеотиде способно улучшить аналитическую чувствительность гибридизации зонда. Молекулы пара-TINA снижают Tm во всех положениях, особенно в центре олигонуклеотида, в то время как в молекулах орто-TINA улучшение наблюдалось в любом месте с нейтрализацией в центре. Сочетание терминальной пара- или орто-молекулы с внутренней молекулой TINA показало наибольшее увеличение Tm. Молекулы TINA должны быть размещены терминально для максимального увеличения Tm. Увеличение Tm увеличивает специфичность анализов, таких как ПЦР . ^[4]

Недавние исследования показывают, что использование вставок TINA в G-квадруплексы также, как было показано, усиливает активность против ВИЧ-1. В таких исследованиях два G-квадруплекса, образующие последовательности, которые проявляют активность против ВИЧ-1 на клеточных линиях, были модифицированы с использованием запертой нуклеиновой кислоты (LNA) или вставок TINA. Включение этого обеспечивает до 8-кратного улучшения активности против ВИЧ-1, а введение 5'-фосфата, как было показано, ингибирует димеризацию G -квадруплекса. Многие противовирусные квадруплексы, образующие олигонуклеотиды, образовывали более термически стабильные G-квадруплексы, а также структуры G-квадруплексов высокого порядка, которые могут быть ответственны за наблюдаемую противовирусную активность. ^[5]

TFO являются многообещающими в антигенной терапии из-за их высокой специфичности последовательности. Однако уровни калия in vivo способствуют формированию TFO структур G-квартета в одиночку, предотвращая взаимодействие TFOS в триплексном образовании и снижая эффективность клеточной терапии TFO. Однако, как показали Парамасивам и др., вставки выпуклостей (R)-1-O-[4-(1-пиренилэтинил)фенилметил]глицерина (TINA) в TFO с высокими концентрациями гуанина значительно снижают наличие самоассоциации через калий. Таким образом, TINA-TFO могут быть использованы в будущем для нацеливания на геном in vivo и выполнения манипуляций с геномом в терапевтическом направлении. Использование пуриновых TINA-TFO является многообещающим в качестве молекул антигена для протоонкогена KRAS . [ ^6]