✖


Jump to content

Аналог нуклеиновой кислоты

Не путать с вырожденными базисами .
РНК с азотистыми основаниями слева и ДНК справа.

Аналоги нуклеиновой кислоты — это соединения, которые аналогичны (структурно сходны) встречающимся в природе РНК и ДНК , используемым в медицине и исследованиях в области молекулярной биологии. Нуклеиновые кислоты представляют собой цепочки нуклеотидов, которые состоят из трех частей: фосфатного остова, пентозного сахара, рибозы или дезоксирибозы и одного из четырех нуклеиновых оснований . Аналог может иметь любое из этих изменений. [1] Обычно аналоговые нуклеиновые основания придают, среди прочего, различные свойства спаривания оснований и стэкинга оснований. Примеры включают универсальные основания, которые могут соединяться со всеми четырьмя каноническими основаниями, и аналоги фосфатно-сахарного остова, такие как PNA , которые влияют на свойства цепи (PNA может даже образовывать тройную спираль ). [2] Аналоги нуклеиновых кислот также называются ксенонуклеиновыми кислотами и представляют собой один из основных столпов ксенобиологии — создания новых для природы форм жизни на основе альтернативной биохимии.

Искусственные нуклеиновые кислоты включают пептид-нуклеиновые кислоты (ПНК), морфолино- и заблокированные нуклеиновые кислоты (LNA), а также гликолевые нуклеиновые кислоты (GNA), треозо-нуклеиновые кислоты (TNA) и гексит-нуклеиновые кислоты (HNA). Каждый из них отличается от встречающейся в природе ДНК или РНК изменениями в основной цепи молекулы. Однако полиэлектролитная теория гена предполагает, что для функционирования генетической молекулы требуется заряженный остов.

В мае 2014 года исследователи объявили, что они успешно внедрили два новых искусственных нуклеотида в бактериальную ДНК и, включив отдельные искусственные нуклеотиды в культуральную среду, смогли передать бактерии 24 раза; они не создали мРНК или белки, способные использовать искусственные нуклеотиды. Искусственные нуклеотиды имели два слитых ароматических кольца.

Лекарство

[ редактировать ]
Основная статья: Аналоги нуклеозидов

Некоторые аналоги нуклеозидов используются в качестве противовирусных или противораковых средств. Вирусная . полимераза включает эти соединения с неканоническими основаниями Эти соединения активируются в клетках путем преобразования в нуклеотиды. Их вводят в виде нуклеозидов, поскольку заряженные нуклеотиды не могут легко проникать через клеточные мембраны. [ нужна ссылка ]

Молекулярная биология

[ редактировать ]
Общие изменения в аналогах нуклеотидов

Аналоги нуклеиновых кислот используются в молекулярной биологии для нескольких целей:

  • Исследование возможных сценариев возникновения жизни: тестируя разные аналоги, исследователи пытаются ответить на вопрос, было ли использование ДНК и РНК в жизни выбрано с течением времени из-за ее преимуществ, или же они были выбраны случайно; [3]
  • В качестве инструмента для обнаружения определенных последовательностей: XNA можно использовать для маркировки и идентификации широкого спектра компонентов ДНК и РНК с высокой специфичностью и точностью; [4]
  • Показано, что как фермент, действующий на субстраты ДНК, РНК и XNA, XNA обладает способностью расщеплять и лигировать ДНК, РНК и другие молекулы XNA, аналогично действию РНК- рибозимов ; [3]
  • Как средство, обладающее устойчивостью к гидролизу РНК ;
  • Исследование механизмов действия фермента; и
  • Исследование структурных особенностей нуклеиновых кислот.

Магистральные аналоги

[ редактировать ]

Устойчивые к гидролизу РНК-аналоги

[ редактировать ]
Химическая структура Морфолино

рибозы 2'-гидроксильная группа реагирует с фосфатно-связанной 3'-гидроксильной группой, что делает РНК слишком нестабильной, чтобы ее можно было надежно использовать или синтезировать. Чтобы преодолеть это, можно использовать аналог рибозы. Наиболее распространенными аналогами РНК являются 2'-О-метилзамещенная РНК, замкнутая нуклеиновая кислота (LNA) или мостиковая нуклеиновая кислота (BNA), морфолино , [5] [6] и пептид-нуклеиновая кислота ( ПНК ). Хотя эти олигонуклеотиды имеют другой сахар основной цепи — или, в случае ПНА, аминокислотный остаток вместо рибозофосфата — они все равно связываются с РНК или ДНК в соответствии с спариванием Уотсона и Крика, оставаясь при этом невосприимчивыми к активности нуклеазы. Их нельзя синтезировать ферментативно, и их можно получить только синтетически с использованием фосфорамидитной стратегии или, в случае ПНА, других методов синтеза пептидов . [ нужна ссылка ]

Другие известные аналоги, используемые в качестве инструментов.

[ редактировать ]

Дидезоксинуклеотиды используются в секвенировании . Эти нуклеозидтрифосфаты содержат неканонический сахар дидезоксирибозу, в которой отсутствует 3'-гидроксильная группа, обычно присутствующая в ДНК, и поэтому она не может связываться со следующим основанием. Отсутствие 3'-гидроксильной группы прекращает цепную реакцию, поскольку ДНК-полимеразы принимают ее за обычный дезоксирибонуклеотид. Другой аналог с концевой цепью, в котором отсутствует 3'-гидроксил и имитирует аденозин, называется кордицепин . Кордицепин — противораковый препарат, нацеленный на репликацию РНК . Другим аналогом секвенирования является аналог нуклеиновых оснований, 7-деаза-GTP, который используется для секвенирования областей, богатых CG, вместо этого 7-деаза-АТФ называется туберцидином , антибиотиком. [ нужна ссылка ]

Предшественники мира РНК

[ редактировать ]
Основная статья: Гипотеза мира РНК

Было высказано предположение, что миру РНК мог предшествовать «РНК-подобный мир», в котором существовали другие нуклеиновые кислоты с другим остовом, такие как GNA , PNA и TNA , однако доказательства этой гипотезы были названы «незначительными». . [7]

Базовые аналоги

[ редактировать ]

Структура нуклеиновых оснований и номенклатура

[ редактировать ]
Пуриновый
Пиримидин
Основная статья: Нуклеиновое основание
Структуры аналогов, которые могут быть упомянуты в литературе, см. в Простом ароматическом кольце .

По своей структуре природные основания можно разделить на два класса:

  • Пиримидины представляют собой шестичленные гетероциклы с атомами азота в положениях 1 и 3.
  • Пурины являются бициклическими и состоят из пиримидина, присоединенного к имидазольному кольцу.

Искусственные нуклеотиды ( неестественные пары оснований (UBP), названные d5SICS UBP и dNaM UBP ) были вставлены в бактериальную ДНК, но эти гены не создавали матрицу мРНК и не индуцировали синтез белка. Искусственные нуклеотиды содержали два слитых ароматических кольца, которые образовывали комплекс (d5SICS–dNaM), имитирующий природную пару оснований (dG–dC). [8] [9] [10]

Мутагены

[ редактировать ]

Одним из наиболее распространенных аналогов оснований является 5-бромурацил (5BU), аномальное основание, обнаруженное в мутагенном нуклеотидном аналоге BrdU. Когда нуклеотид, содержащий 5-бромурацил, включается в ДНК, он, скорее всего, образует пару с аденином; однако он может спонтанно перейти в другой изомер , который соединяется с другим нуклеиновым основанием , гуанином . Если это произойдет во время репликации ДНК, гуанин будет вставлен в качестве аналога противоположного основания, а при следующей репликации ДНК этот гуанин соединится с цитозином. Это приводит к изменению одной пары оснований ДНК, а именно к переходной мутации . [ нужна ссылка ]

Кроме того, азотистая кислота (HNO2) является мощным мутагеном, действующим на реплицирующуюся и нереплицирующуюся ДНК. Он может вызывать дезаминирование аминогрупп аденина, гуанина и цитозина. Аденин дезаминируется до гипоксантина , который образует пары оснований с цитозином вместо тимина. Цитозин дезаминируется до урацила, основания которого соединяются с аденином вместо гуанина. Дезаминирование гуанина не обладает мутагенным действием. Мутации, вызванные азотистой кислотой, также вызывают мутации обратно к дикому типу. [ нужна ссылка ]

Флуорофоры

[ редактировать ]
Основная статья: Флуорофор
Структура аминоаллилуридина

Обычно флуорофоры (такие как родамин или флуоресцеин ) связаны с кольцом, связанным с сахаром (в пара) через гибкое плечо, предположительно выступающее из основной канавки спирали. Из-за низкой процессивности нуклеотидов, связанных с объемистыми аддуктами, такими как флорофоры, с помощью [Taq-полимеразы], последовательность обычно копируется с использованием нуклеотида с плечом, а затем соединяется с реактивным флуорофором (непрямое мечение):

  • Реакция на амины: аминоаллильные нуклеотиды содержат первичную аминогруппу на линкере, который реагирует с аминореактивным красителем, таким как цианин или красители Alexa Fluor , которые содержат реакционноспособную уходящую группу, такую ​​​​как сукцинимидиловый эфир (NHS). Аминогруппы, спаривающиеся с основаниями, не затрагиваются.
  • Тиол-реактивный: тиолсодержащие нуклеотиды реагируют с флуорофором, связанным с реакционноспособной уходящей группой, такой как малеимид.
  • Биотин -связанные нуклеотиды основаны на том же принципе непрямого мечения (как и флуоресцентный стрептавидин) и используются в ДНК-чипах Affymetrix .

Флуорофоры находят множество применений в медицине и биохимии.

Флуоресцентные базовые аналоги

[ редактировать ]

Наиболее часто используемый и коммерчески доступный аналог флуоресцентного основания, 2-аминопурин (2-AP), имеет высокий квантовый выход флуоресценции в свободном растворе (0,68), который значительно снижается (приблизительно в 100 раз, но сильно зависит от последовательности оснований) при включены в нуклеиновые кислоты. [11] Чувствительность 2-AP к излучению непосредственного окружения аналогична другим многообещающим и полезным аналогам флуоресцентных оснований, таким как 3-MI, 6-MI, 6-MAP, [12] пирроло-dC (также имеется в продаже), [13] модифицированные и улучшенные производные пирроло-дЦ, [14] фуран-модифицированные основания [15] и многие другие (см. недавние обзоры). [16] [17] [18] [19] [20] Эта чувствительность к микроокружению использовалась в исследованиях, например, структуры и динамики ДНК и РНК, динамики и кинетики взаимодействия ДНК-белок и переноса электронов внутри ДНК. [ нужна ссылка ]

Недавно разработанная и очень интересная группа аналогов флуоресцентных оснований, квантовый выход флуоресценции которых почти нечувствителен к их непосредственному окружению, представляет собой семейство трициклических цитозинов. 1,3-Диаза-2-оксофенотиазин tC имеет квантовый выход флуоресценции примерно 0,2 как в одноцепочечной, так и в двухцепочечной форме независимо от окружающих оснований. [21] [22] Также оксо-гомолог tC называется tC. ТО (оба коммерчески доступны), 1,3-диаза-2-оксофеноксазин имеет квантовый выход 0,2 в двухцепочечных системах. [23] Однако он несколько чувствителен к окружающим основаниям в однонитях (квантовый выход 0,14–0,41). Высокие и стабильные квантовые выходы этих аналогов оснований делают их очень яркими, а в сочетании с их хорошими свойствами аналогов оснований (оставляя структуру и стабильность ДНК практически нетронутыми) они особенно полезны при измерениях анизотропии флуоресценции и FRET, в областях, где другие аналоги с флуоресцентной основой менее точны. аналог основания акцептора FRET tC nitro . Кроме того, в том же семействе аналогов цитозина был разработан [24] Совместно с ТК ТО в качестве донора FRET это первая когда-либо разработанная пара FRET-аналога нуклеиновых кислот. Семейство tC, например, использовалось в исследованиях, связанных с механизмами связывания ДНК-полимеразы и полимеризации ДНК.

Естественные неканонические базы

[ редактировать ]

В клетке присутствует несколько неканонических оснований: CpG-островки в ДНК (часто метилированные), все эукариотические мРНК (кэпированные метил-7-гуанозином) и несколько оснований рРНК (метилированные). Часто тРНК сильно модифицируются посттранскрипционно, чтобы улучшить их конформацию или спаривание оснований, в частности, в антикодоне или рядом с ним: инозин может образовывать пары оснований с C, U и даже с A, тогда как тиуридин (с A) более специфичен, чем урацил. (с пурином). [25] Другими распространенными модификациями оснований тРНК являются псевдоуридин (который дал название петле TΨC ), дигидроуридин (который не суммируется, поскольку он не ароматичен), кевозин, виозин и т. д. Тем не менее, все это модификации обычных оснований и не размещаются полимеразой. [25]

Спаривание оснований

[ редактировать ]

Канонические основания могут иметь либо карбонильную, либо аминогруппу на атомах углерода, окружающих атом азота, наиболее удаленный от гликозидной связи, что позволяет им образовывать пары оснований (спаривание оснований Уотсона-Крика) через водородные связи (амин с кетоном, пурин с пиримидином). . Аденин и 2-аминоаденин имеют одну/две аминогруппы, тогда как тимин имеет две карбонильные группы, а цитозин и гуанин представляют собой смешанные амино-карбонильные группы (инвертированные по отношению друг к другу). [ нужна ссылка ]

Натуральные пары оснований
размерразмер
Пара оснований GC: пуриновый карбонил/амин образует три межмолекулярные водородные связи с пиримидинамином/карбонилом. Пара оснований АТ: пуринамин/- образует две межмолекулярные водородные связи с пиримидинкарбонилом/карбонилом.

Точная причина того, почему существует только четыре нуклеотида, обсуждается, но есть несколько неиспользованных возможностей.Более того, аденин не является наиболее стабильным выбором для спаривания оснований: в Cyanophage S-2L диаминопурин (DAP). вместо аденина используется [26] Диаминопуриновые пары оснований идеально сочетаются с тимином, поскольку он идентичен аденину, но имеет аминную группу в положении 2, образующую 3 внутримолекулярные водородные связи, что устраняет основное различие между двумя типами пар оснований (слабая АТ и сильная CG). Эта улучшенная стабильность влияет на взаимодействия связывания белков, которые основаны на этих различиях.Другая комбинация включает в себя:

  • Изогуанин и изоцитозин, у которых амин и кетон инвертированы по сравнению со стандартными гуанином и цитозином. Вероятно, они не используются, поскольку таутомеры проблематичны для спаривания оснований, но isoC и isoG можно правильно амплифицировать с помощью ПЦР даже в присутствии 4 канонических оснований. [27]
  • Диаминопиримидин и ксантин, которые связываются подобно 2-аминоаденину и тимину, но имеют инвертированную структуру. Эта пара не используется, поскольку ксантин является продуктом дезаминирования.
Неиспользованные схемы базовых пар
размерразмерразмер
Основание DAP-T: пуринамин/амин образует три межмолекулярные водородные связи с пиримидинкетоном/кетоном. Основание X-DAP: пуриновый кетон/кетон образует три межмолекулярные водородные связи с пиримидинамином/амином. Основание iG-iC: пуриновый амин/кетон образует три межмолекулярные водородные связи с пиримидиновым кетоном/амином.

Однако правильная структура ДНК может сформироваться, даже если основания не спарены посредством водородных связей; то есть пары оснований складываются благодаря гидрофобности, как показали исследования с изостерами ДНК (аналогами с таким же количеством атомов), такими как аналог тимина 2,4-дифтортолуол (F) или аналог аденина 4-метилбензимидазол (Z). [28] Альтернативной гидрофобной парой могут быть изохинолин и пирроло[2,3-b]пиридин. [29]

Другие заслуживающие внимания пары оснований:

  • Также было создано несколько флуоресцентных оснований, таких как пара оснований 2-амино-6-(2-тиенил)пурин и пиррол-2-карбальдегид. [30]
  • Металл-координированные основания, такие как соединение пиридин-2,6-дикарбоксилата (тридентатный лиганд) и пиридина (монодентатный лиганд) посредством плоской квадратной координации с центральным ионом меди. [31]
  • Универсальные основания могут соединяться без разбора с любым другим основанием, но, как правило, значительно снижают температуру плавления последовательности; примеры включают производные 2'-дезоксиинозина (гипоксантиндезоксинуклеотид), аналоги нитроазола и гидрофобные ароматические основания, не имеющие водородных связей (сильные эффекты суммирования). Они используются в качестве доказательства концепции и, как правило, не используются в вырожденных праймерах (которые представляют собой смесь праймеров).
  • , количество возможных пар оснований удваивается xDNA Если рассматривать . xДНК содержит расширенные основания, в которые добавлено бензольное кольцо, которое может образовывать пары с каноническими основаниями, в результате чего образуются четыре дополнительные возможные пары оснований (xA-T, xT-A, xC-G, xG-C) с восемью основаниями (xA-T, xT-A, xC-G, xG-C). или 16 оснований, если используются неиспользованные расстановки). Другой формой оснований с добавлением бензола является yDNA, в которой основание расширяется за счет бензола. [32]
Новые пары оснований с особыми свойствами
размерразмерразмер
Основание FZ: метилбензимидазол не образует межмолекулярных водородных связей с толуолом F/F. Основание S-Pa: пуринтиенил/амин образует три межмолекулярные водородные связи с пирролом/карбальдегидом. База xA-T: такое же соединение, как и у AT.


Металлические пары оснований

[ редактировать ]

При спаривании металлических оснований водородные связи Уотсона-Крика заменяются взаимодействием иона металла с нуклеозидами, выступающими в качестве лигандов. Возможные геометрии металла, которые позволили бы образовать дуплекс с двумя бидентатными нуклеозидами вокруг центрального атома металла, являются тетраэдрическими , додекаэдрическими и плоскими квадратами . Комплексообразование металлов с ДНК может происходить путем образования неканонических пар оснований из природных азотистых оснований с участием ионов металлов, а также путем обмена атомов водорода, входящих в пару оснований Уотсона-Крика, на ионы металлов. [33] Было показано, что введение ионов металлов в дуплекс ДНК обладает потенциальным магнитным потенциалом. [34] или проведение недвижимости, [35] а также повышенная стабильность. [36]

Было показано, что образование комплексов металлов происходит между природными азотистыми основаниями . Хорошо документированным примером является образование T-Hg-T, в котором участвуют два депротонированных нуклеиновых основания тимина , которые соединяются Hg. 2+ и образует связанную пару металл-основание. [37] Этот мотив не учитывает накопленную ртуть. 2+ в дуплексе из-за процесса образования внутринитевой шпильки, который предпочтительнее образования дуплекса. [38] Два тимина, расположенные напротив друг друга, не образуют пару оснований Уотсона-Крика в дуплексе; это пример, когда несоответствие пар оснований Уотсона-Крика стабилизируется за счет образования пары металл-основание. Другим примером комплексообразования металлов с природными азотистыми основаниями является образование A-Zn-T и G-Zn-C при высоком pH; Ко +2 и Ни +2 также образуют эти комплексы. Это пары оснований Уотсона-Крика, в которых двухвалентный катион координирован с азотистыми основаниями. Точная привязка обсуждается. [39]

Было разработано большое разнообразие искусственных азотистых оснований для использования в качестве пар металлических оснований. Эти модифицированные нуклеиновые основания обладают настраиваемыми электронными свойствами, размерами и сродством связывания, которые можно оптимизировать для конкретного металла. Например, было показано, что нуклеозид, модифицированный пиридин-2,6-дикарбоксилатом, прочно связывается с Cu. 2+ , тогда как другие двухвалентные ионы связаны слабо. Трехзубчатый характер способствует этой избирательности. Четвертое координационное место меди насыщено противоположно расположенным пиридиновым нуклеиновым основанием. [40] Асимметричная система спаривания металлических оснований ортогональна парам оснований Уотсона-Крика. Другим примером искусственного азотистого основания является азотистое основание гидроксипиридона, которое способно связывать Cu. 2+ внутри дуплекса ДНК. Пять последовательных пар оснований медь-гидроксипиридон были включены в двойную цепь, фланкированную только одним природным азотистым основанием на обоих концах. Данные ЭПР показали, что расстояние между медными центрами оценивается в 3,7 ± 0,1 Å, тогда как природный дуплекс ДНК B-типа лишь немного больше (3,4 Å). [41] Привлекательность укладки ионов металлов внутри дуплекса ДНК связана с надеждой получить наноскопические самоорганизующиеся металлические проволоки, хотя это еще не реализовано.

Неестественная пара оснований (UBP)

[ редактировать ]
Основная статья: Неестественная пара оснований

Неестественная пара оснований (UBP) — это спроектированная субъединица (или азотистое основание ) ДНК , созданная в лаборатории и не встречающаяся в природе. В 2012 году группа американских ученых во главе с Флойдом Ромесбергом, химиком-биологом из Исследовательского института Скриппса в Сан-Диего, Калифорния, опубликовала, что его команда разработала две неестественные пары оснований. названы d5SICS и dNaM . [42] С технической точки зрения, эти искусственные нуклеотиды , несущие гидрофобные нуклеиновые основания, имеют два слитых ароматических кольца , которые образуют комплекс d5SICS-dNaM или пару оснований в ДНК. [10] [43] В 2014 году та же команда сообщила, что они синтезировали плазмиду , содержащую природные пары оснований TA и CG, а наиболее эффективная лаборатория UBP Ромесберга разработала и вставила ее в клетки обычной бактерии E. coli , которая успешно воспроизвела неестественное основание. пары через несколько поколений. [44] Это первый известный пример передачи живым организмом расширенного генетического кода последующим поколениям. [10] [45] Частично это было достигнуто за счет добавления вспомогательного гена водорослей, который экспрессирует транспортер нуклеотид-трифосфата , который эффективно импортирует трифосфаты как d5SICSTP, так и dNaMTP в E. coli . бактерии [10] Затем естественные пути репликации бактерий используют их для точной репликации плазмиды, содержащей d5SICS-dNaM. [ нужна ссылка ]

Успешное включение третьей пары оснований является значительным прорывом на пути к значительному расширению числа аминокислот , которые могут кодироваться ДНК, с существующих 20 аминокислот до теоретически возможных 172, тем самым расширяя возможности живых организмов производить новые белки . [44] Ранее искусственные нити ДНК ничего не кодировали, но ученые предположили, что их можно спроектировать для производства новых белков, которые могут найти промышленное или фармацевтическое применение. [46] Транскрипция ДНК, содержащей неприродные пары оснований, и трансляция соответствующей мРНК были фактически достигнуты недавно. В ноябре 2017 года та же команда из Научно-исследовательского института Скриппса , которая впервые ввела два дополнительных азотистых основания в бактериальную ДНК, сообщила о создании полусинтетической бактерии E. coli , способной производить белки с использованием такой ДНК. Его ДНК содержала шесть различных азотистых оснований : четыре канонических и два искусственно добавленных, dNaM и dTPT3 (эти два образуют пару). У бактерий было два соответствующих основания РНК, включенных в два новых кодона, дополнительные тРНК, узнающие эти новые кодоны (эти тРНК также содержали два новых основания РНК внутри своих антикодонов) и дополнительные аминокислоты, позволяющие бактериям синтезировать «неестественные» белки. [47] [48]

Еще одна демонстрация UBP была проведена группой Ичиро Хирао в институте RIKEN в Японии. В 2002 году они разработали неприродную пару оснований между 2-амино-8-(2-тиенил)пурином (s) и пиридин-2-оном (y), которая действует in vitro в транскрипции и трансляции, для сайт-специфического включения нестандартные аминокислоты в белки. [49] В 2006 году они создали 7-(2-тиенил)имидазо[4,5-b]пиридин (Ds) и пиррол-2-карбальдегид (Pa) в качестве третьей пары оснований для репликации и транскрипции. [50] Впоследствии Ds и 4-[3-(6-аминогексанамидо)-1-пропинил]-2-нитропиррол (Px) были обнаружены как пара с высокой точностью при ПЦР-амплификации. [51] [52] В 2013 году они применили пару Ds-Px для генерации аптамеров ДНК путем селекции in vitro (SELEX) и продемонстрировали, что расширение генетического алфавита значительно увеличивает сродство аптамеров ДНК к белкам-мишеням. [53]

Ортогональная система

[ редактировать ]

Была предложена и изучена как теоретически, так и экспериментально возможность реализации ортогональной системы внутри клеток, независимой от клеточного генетического материала, с целью создания полностью безопасной системы. [54] с возможным увеличением кодирующих потенциалов. [55] Несколько групп сосредоточили внимание на различных аспектах:

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Певица Э (19 июля 2015 г.). «Химики изобретают новые буквы для генетического алфавита природы» . Проводной . Проверено 20 июля 2015 г.
  2. ^ Петерссон Б., Нильсен Б.Б., Расмуссен Х., Ларсен И.К., Гайхеде М., Нильсен П.Е., Каструп Дж.С. (февраль 2005 г.). «Кристаллическая структура частично самокомплементарного олигомера пептидной нуклеиновой кислоты (ПНК), демонстрирующая дуплекс-триплексную сеть». Журнал Американского химического общества . 127 (5): 1424–30. дои : 10.1021/ja0458726 . ПМИД   15686374 .
  3. ^ Перейти обратно: а б Тейлор А.И., Пиньейро В.Б., Смола М.Дж., Моргунов А.С., Пик-Чью С., Козенс С., Уикс К.М., Хердевейн П., Холлигер П. (февраль 2015 г.). «Катализаторы из синтетических генетических полимеров» . Природа . 518 (7539): 427–30. Бибкод : 2015Natur.518..427T . дои : 10.1038/nature13982 . ПМЦ   4336857 . ПМИД   25470036 .
  4. ^ Ван Ц, Чен Л, Лун Ю, Тянь Х, Ву Дж (2013). «Молекулярные маяки ксенонуклеиновой кислоты для обнаружения нуклеиновой кислоты» . Тераностика . 3 (6): 395–408. дои : 10.7150/thno.5935 . ПМЦ   3677410 . ПМИД   23781286 .
  5. ^ Саммертон Дж., Веллер Д. (июнь 1997 г.). «Морфолиновые антисмысловые олигомеры: дизайн, получение и свойства». Разработка лекарств на основе антисмысловых и нуклеиновых кислот . 7 (3): 187–95. дои : 10.1089/oli.1.1997.7.187 . ПМИД   9212909 . S2CID   19372403 .
  6. ^ Саммертон Дж (декабрь 1999 г.). «Морфолино-антисмысловые олигомеры: случай структурного типа, независимого от РНКазы H». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) – Структура и экспрессия генов . 1489 (1): 141–58. дои : 10.1016/s0167-4781(99)00150-5 . ПМИД   10807004 .
  7. ^ Робертсон, член парламента; Джойс, GF (01 мая 2012 г.). «Происхождение мира РНК» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 4 (5): а003608. doi : 10.1101/cshperspect.a003608 . ISSN   1943-0264 . ПМК   3331698 . ПМИД   20739415 .
  8. ^ Поллак А (7 мая 2014 г.). «Исследователи сообщают о прорыве в создании искусственного генетического кода» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 7 мая 2014 г.
  9. ^ Каллауэй Э (7 мая 2014 г.). «Первая жизнь с «чужой» ДНК». Природа . дои : 10.1038/nature.2014.15179 . S2CID   86967999 .
  10. ^ Перейти обратно: а б с д Малышев Д.А., Дхами К., Лавернь Т., Чен Т., Дай Н., Фостер Дж.М., Корреа И.Р., Ромесберг Ф.Е. (май 2014 г.). «Полусинтетический организм с расширенным генетическим алфавитом» . Природа . 509 (7500): 385–88. Бибкод : 2014Natur.509..385M . дои : 10.1038/nature13314 . ПМК   4058825 . ПМИД   24805238 .
  11. ^ Уорд, округ Колумбия, Райх Э., Страйер Л. (март 1969 г.). «Флуоресцентные исследования нуклеотидов и полинуклеотидов. I. Формицин, 2-аминопуринрибозид, 2,6-диаминопуринрибозид и их производные» . Журнал биологической химии . 244 (5): 1228–37. дои : 10.1016/S0021-9258(18)91833-8 . ПМИД   5767305 .
  12. ^ Хокинс М.Э. (2001). «Флуоресцентные аналоги нуклеозидов птеридина: окно во взаимодействия ДНК» . Клеточная биохимия и биофизика . 34 (2): 257–81. дои : 10.1385/cbb:34:2:257 . ПМИД   11898867 . S2CID   12134698 .
  13. ^ Берри Д.А., Юнг К.Ю., Уайз Д.С., Серсель А.Д., Пирсон В.Х., Маки Х., Рэндольф Дж.Б., Сомерс Р.Л. (2004). «Пирроло-дЦ и пирроло-С: флуоресцентные аналоги цитидина и 2'-дезоксицитидина для изучения олигонуклеотидов». Тетраэдр Летт . 45 (11): 2457–61. дои : 10.1016/j.tetlet.2004.01.108 .
  14. ^ Войцеховский Ф., Хадсон Р.Х. (сентябрь 2008 г.). «Флуоресцентные и гибридизационные свойства пептидной нуклеиновой кислоты, содержащей замещенный фенилпирролоцитозин, предназначенный для взаимодействия гуанина с дополнительной H-связью». Журнал Американского химического общества . 130 (38): 12574–75. дои : 10.1021/ja804233g . ПМИД   18761442 .
  15. ^ Греко, Нью-Джерси, Тор Ю (август 2005 г.). «Простые флуоресцентные аналоги пиримидина обнаруживают наличие абазовых участков ДНК». Журнал Американского химического общества . 127 (31): 10784–85. дои : 10.1021/ja052000a . ПМИД   16076156 .
  16. ^ Рист М.Дж., Марино Дж.П. (2002). «Флуоресцентные аналоги нуклеотидных оснований как зонды структуры, динамики и взаимодействия нуклеиновых кислот». Курс. Орг. Хим . 6 (9): 775–93. дои : 10.2174/1385272023373914 .
  17. ^ Уилсон Дж. Н., Кул ET (декабрь 2006 г.). «Замены оснований флуоресцентной ДНК: репортеры и сенсоры для биологических систем». Органическая и биомолекулярная химия . 4 (23): 4265–74. дои : 10.1039/b612284c . ПМИД   17102869 .
  18. ^ Вильгельмссон и Тор (2016). Флуоресцентные аналоги биомолекулярных строительных блоков: конструкция и применение . Нью-Джерси: Уайли. ISBN  978-1-118-17586-6 .
  19. ^ Вильгельмссон Л.М. (май 2010 г.). «Флуоресцентные аналоги оснований нуклеиновых кислот» . Ежеквартальные обзоры биофизики . 43 (2): 159–83. дои : 10.1017/s0033583510000090 . ПМИД   20478079 . S2CID   10783202 .
  20. ^ Синкелдам Р.В., Греко, Нью-Джерси, Тор Ю (май 2010 г.). «Флуоресцентные аналоги биомолекулярных строительных блоков: конструкция, свойства и применение» . Химические обзоры . 110 (5): 2579–619. дои : 10.1021/cr900301e . ПМЦ   2868948 . ПМИД   20205430 .
  21. ^ Вильгельмссон Л.М., Холмен А., Линкольн П., Нильсен П.Е., Норден Б. (2001). «Высокофлуоресцентный аналог оснований ДНК, который образует пары оснований Уотсона-Крика с гуанином». Дж. Ам. хим. Соц . 123 (10): 2434–35. дои : 10.1021/ja0025797 . ПМИД   11456897 .
  22. ^ Сандин П., Вильгельмссон Л.М., Линкольн П., Пауэрс В.Е., Браун Т., Альбинссон Б. (2005). «Флуоресцентные свойства аналога основания ДНК tC при включении в ДНК – незначительное влияние соседних оснований на квантовый выход флуоресценции» . Исследования нуклеиновых кислот . 33 (16): 5019–25. дои : 10.1093/nar/gki790 . ПМК   1201328 . ПМИД   16147985 .
  23. ^ Сандин П., Бёрьессон К., Ли Х., Мортенссон Дж., Браун Т., Вильгельмссон Л.М., Альбинссон Б. (январь 2008 г.). «Охарактеризация и использование беспрецедентно яркого и структурно ненарушающего флуоресцентного аналога основания ДНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 36 (1): 157–67. дои : 10.1093/нар/gkm1006 . ПМК   2248743 . ПМИД   18003656 .
  24. ^ Бёрьессон К., Преус С., Эль-Сагир А.Х., Браун Т., Альбинссон Б., Вильгельмссон Л.М. (апрель 2009 г.). «Аналог оснований нуклеиновых кислот FRET-пара, облегчающая детальные структурные измерения в системах, содержащих нуклеиновые кислоты» . Журнал Американского химического общества . 131 (12): 4288–93. дои : 10.1021/ja806944w . ПМИД   19317504 .
  25. ^ Перейти обратно: а б Родригес-Эрнандес А., Спирс Дж.Л., Гастон К.В., Лимбах П.А., Гампер Х., Хоу Ю.М., Кайзер Р., Агрис П.Ф., Перона Дж.Дж. (октябрь 2013 г.). «Структурная и механистическая основа повышения эффективности трансляции с помощью 2-тиуридина в положении колебания антикодона тРНК» . Журнал молекулярной биологии . 425 (20): 3888–906. дои : 10.1016/j.jmb.2013.05.018 . ПМК   4521407 . ПМИД   23727144 .
  26. ^ Кирнос М.Д., Худяков И.Ю., Александрушкина Н.И., Ванюшин Б.Ф. (ноябрь 1977 г.). «2-аминоаденин представляет собой аденин, заменяющий основание в ДНК цианофага S-2L». Природа . 270 (5635): 369–70. Бибкод : 1977Natur.270..369K . дои : 10.1038/270369a0 . ПМИД   413053 . S2CID   4177449 ​​.
  27. ^ Джонсон С.К., Шерил С.Б., Маршалл Д.Д., Мозер М.Дж., Прудент Дж.Р. (2004). «Третья пара оснований для полимеразной цепной реакции: вставка isoC и isoG» . Исследования нуклеиновых кислот . 32 (6): 1937–41. дои : 10.1093/nar/gkh522 . ПМК   390373 . ПМИД   15051811 .
  28. ^ Танигучи Ю., Кул ET (июль 2007 г.). «Неполярные изостеры поврежденных оснований ДНК: эффективная имитация мутагенных свойств 8-оксопуринов». Журнал Американского химического общества . 129 (28): 8836–44. дои : 10.1021/ja071970q . ПМИД   17592846 .
  29. ^ Хван Г.Т., Ромесберг FE (ноябрь 2008 г.). «Репертуар неестественных субстратов ДНК-полимераз семейств A, B и X» . Журнал Американского химического общества . 130 (44): 14872–82. дои : 10.1021/ja803833h . ПМЦ   2675700 . ПМИД   18847263 .
  30. ^ Кимото М, Мицуи Т, Харада Й, Сато А, Ёкояма С, Хирао И (2007). «Флуоресцентное зондирование молекул РНК с помощью неестественной системы пар оснований» . Исследования нуклеиновых кислот . 35 (16): 5360–69. дои : 10.1093/нар/gkm508 . ПМК   2018647 . ПМИД   17693436 .
  31. ^ Этвелл, Шейн; Меггерс, Эрик; Спраггон, Глен; Шульц, Питер Г. (декабрь 2001 г.). «Структура медь-опосредованной пары оснований в ДНК» . Журнал Американского химического общества . 123 (49): 12364–12367. дои : 10.1021/ja011822e . ISSN   0002-7863 . ПМИД   11734038 .
  32. ^ Лю Х., Гао Дж., Линч С.Р., Сайто Ю.Д., Мейнард Л., Кул Э.Т. (октябрь 2003 г.). «Парная генетическая спираль из четырех оснований увеличенного размера». Наука . 302 (5646): 868–71. Бибкод : 2003Sci...302..868L . дои : 10.1126/science.1088334 . ПМИД   14593180 . S2CID   37244007 .
  33. ^ Веттиг С.Д., Ли Дж.С. (2003). «Термодинамическое исследование М-ДНК: новый комплекс ион металла-ДНК». Журнал неорганической биохимии . 94 (1–2): 94–99. дои : 10.1016/S0162-0134(02)00624-4 . ПМИД   12620678 .
  34. ^ Чжан Х.И., Кальцолари А., Ди Феличе Р. (август 2005 г.). «О магнитном выравнивании ионов металлов в двойной спирали, имитирующей ДНК». Журнал физической химии Б. 109 (32): 15345–48. дои : 10.1021/jp052202t . ПМИД   16852946 .
  35. ^ Айх П., Скиннер Р.Дж., Веттиг С.Д., Стир Р.П., Ли Дж.С. (август 2002 г.). «Поведение молекулярных проводов на больших расстояниях в металлическом комплексе ДНК». Журнал биомолекулярной структуры и динамики . 20 (1): 93–98. дои : 10.1080/07391102.2002.10506826 . ПМИД   12144356 . S2CID   41568646 .
  36. ^ Клевер Г.Х., Полборн К., Карелл Т. (2005). «Пара оснований металл-сален с высокой степенью стабилизации дуплекса ДНК». Энджью. хим. Эд . 117 (44): 7370–74. Бибкод : 2005АнгЧ.117.7370С . дои : 10.1002/anie.200501589 .
  37. ^ Бансел Э., Бун С., Джоли Х., Кумар Р., Норрис А.Р. (1985). «Взаимодействия ионов металлов с биомолекулами. XII. ЯМР 1H и 13C свидетельствуют о предпочтительной реакции тимидина над гуанозином в реакциях обмена и конкуренции с ртутью (II) и метилртутью (II)». Неорг. Биохим . 25 : 61–73. дои : 10.1016/0162-0134(85)83009-9 .
  38. ^ Оно А, Тогаши Х (август 2004 г.). «Высокоселективный сенсор ртути(II) на основе олигонуклеотидов в водных растворах». Ангеванде Хеми . 43 (33): 4300–02. дои : 10.1002/anie.200454172 . ПМИД   15368377 .
  39. ^ Меггерс Э., Холланд П.Л., Толман В.Б., Ромесберг Ф.Е., Шульц П.Г. (2000). «Новая пара оснований ДНК, опосредованная медью». Дж. Ам. хим. Соц . 122 (43): 10714–15. дои : 10.1021/ja0025806 .
  40. ^ Ли Дж.С., Латимер Л.Дж., Рид Р.С. (1993). «Совместное конформационное изменение дуплексной ДНК, индуцированное Zn2+ и ионами других двухвалентных металлов». Биохимия и клеточная биология . 71 (3–4): 162–68. дои : 10.1139/o93-026 . ПМИД   8398074 .
  41. ^ Танака К., Тенгейджи А., Като Т., Тояма Н., Сионоя М. (февраль 2003 г.). «Дискретный самособирающийся металлический массив в искусственной ДНК». Наука . 299 (5610): 1212–13. Бибкод : 2003Sci...299.1212T . дои : 10.1126/science.1080587 . ПМИД   12595687 . S2CID   22413126 .
  42. ^ Малышев Д.А., Дхами К., Куах Х.Т., Лавернь Т., Ордуханян П., Торкамани А., Ромесберг Ф.Е. (июль 2012 г.). «Эффективная и независимая от последовательности репликация ДНК, содержащей третью пару оснований, создает функциональный шестибуквенный генетический алфавит» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (30): 12005–10. Бибкод : 2012PNAS..10912005M . дои : 10.1073/pnas.1205176109 . ПМК   3409741 . ПМИД   22773812 .
  43. ^ Каллауэй Э (7 мая 2014 г.). «Ученые создали первый живой организм с «искусственной» ДНК» . Новости природы . Хаффингтон Пост . Проверено 8 мая 2014 г.
  44. ^ Перейти обратно: а б Файкс Би Джей (8 мая 2014 г.). «Жизнь создана с использованием расширенного генетического кода» . Сан-Диего Юнион Трибьюн . Проверено 8 мая 2014 г.
  45. ^ Образец I (7 мая 2014 г.). «Первые формы жизни, передавшие искусственную ДНК, созданную американскими учеными» . Хранитель . Проверено 8 мая 2014 г.
  46. ^ Поллак А (7 мая 2014 г.). «Ученые добавляют буквы в алфавит ДНК, вселяя надежду и страх» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 8 мая 2014 г.
  47. ^ Чжан Й., Птацин Дж.Л., Фишер Э.К., Эрни Х.Р., Каффаро С.Э., Сан-Хосе К., Фельдман А.В., Тернер Ч.Р., Ромесберг Ф.Е. (2017). «Полусинтетический организм, который хранит и извлекает увеличенную генетическую информацию» . Природа . 551 (7682): 644–47. Бибкод : 2017Natur.551..644Z . дои : 10.1038/nature24659 . ПМЦ   5796663 . ПМИД   29189780 .
  48. ^ «Неестественный» микроб может производить белки . Новости Би-би-си . 29 ноября 2017 г.
  49. ^ Хирао И, Оцуки Т, Фудзивара Т, Мицуи Т, Ёкогава Т, Окуни Т, Накаяма Х, Такио К, Ябуки Т, Кигава Т, Кодама К, Ёкогава Т, Нисикава К, Ёкояма С (февраль 2002 г.). пара для включения аналогов аминокислот в белки». Nature Biotechnology . 20 (2): 177–82. : 10.1038 /nbt0202-177 . PMID   11821864. . S2CID   22055476 doi
  50. ^ Хирао И., Кимото М., Мицуи Т., Фудзивара Т., Каваи Р., Сато А., Харада Ю., Ёкояма С. (сентябрь 2006 г.). «Неестественная гидрофобная система пар оснований: сайт-специфическое включение аналогов нуклеотидов в ДНК и РНК». Природные методы . 3 (9): 729–35. дои : 10.1038/nmeth915 . ПМИД   16929319 . S2CID   6494156 .
  51. ^ Кимото М., Каваи Р., Мицуи Т., Ёкояма С., Хирао И. (февраль 2009 г.). «Неестественная система пар оснований для эффективной ПЦР-амплификации и функционализации молекул ДНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 37 (2): е14. дои : 10.1093/нар/gkn956 . ПМЦ   2632903 . ПМИД   19073696 .
  52. ^ Ямашигэ Р., Кимото М., Такезава Ю., Сато А., Мицуи Т., Ёкояма С., Хирао И. (март 2012 г.). «Высокоспецифичные системы неприродных пар оснований в качестве третьей пары оснований для ПЦР-амплификации» . Исследования нуклеиновых кислот . 40 (6): 2793–806. дои : 10.1093/nar/gkr1068 . ПМЦ   3315302 . ПМИД   22121213 .
  53. ^ Кимото М., Ямасигэ Р., Мацунага К., Ёкояма С., Хирао И. (май 2013 г.). «Поколение аптамеров ДНК с высоким сродством с использованием расширенного генетического алфавита». Природная биотехнология . 31 (5): 453–57. дои : 10.1038/nbt.2556 . ПМИД   23563318 . S2CID   23329867 .
  54. ^ Шмидт М. «Ксенобиология: новая форма жизни как лучший инструмент биобезопасности» Bioessays Vol 32 (4): 322–31.
  55. ^ Хердевейн П., Марльер П. (июнь 2009 г.). «На пути к безопасным генетически модифицированным организмам посредством химической диверсификации нуклеиновых кислот». Химия и биоразнообразие . 6 (6): 791–808. дои : 10.1002/cbdv.200900083 . ПМИД   19554563 . S2CID   8572188 .
  56. ^ Синкай А., Патель П.Х., Леб Л.А. (июнь 2001 г.). «Консервативный мотив А ДНК-полимеразы I Escherichia coli сильно изменчив» . Журнал биологической химии . 276 (22): 18836–42. дои : 10.1074/jbc.M011472200 . ПМИД   11278911 .
  57. ^ Рэкхэм О, Чин Дж.В. (август 2005 г.). «Сеть пар ортогональных рибосом х мРНК». Химическая биология природы . 1 (3): 159–66. дои : 10.1038/nchembio719 . ПМИД   16408021 . S2CID   37181098 .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Nucleic_acid_analogue&oldid=1231027058"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 1d4e37e3befa15bc5615d8159f14aea0__1719354780
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/1d/a0/1d4e37e3befa15bc5615d8159f14aea0.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Nucleic acid analogue - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)