Н. В. Фадеева, О. В. Крупник, Ю. С. Лазуркин Московский физико-технический институт Институт молекулярной генетики РАН Пептидно-нуклеиновая кислота (ПНК) – уникальный искусственно
синтезированный аналог ДНК [1] , образующий различные комплексы с
комплементарными участками нуклеиновых кислот. Наиболее стабильным и
специфичным комплексом является триплекс, образуемый гомопиримидиновой
ПНК с двунитевой ДНК (днДНК). Сочетание высокой стабильности и
специфичности триплексов делает ПНК перспективным антигенным и
анти-сенс агентом, который находит множество применений в
биотехнологии, а в перспективе, и в медицине. На авторадиограммах опытов, в которых изучалась взаимодействие
цитозинсодержащей бис-ПНК с днДНК, неоднократно наблюдались [2,3] более
тяжелые комплексы, чем обычный триплекс, образуемый ПНК с днДНК. Такому
полиморфизму до последнего времени не уделялось должного внимания.
Между тем, это явление вносит неоднозначность в существующие методики
применения ПНК. В наших опытах при взаимодействии днДНК с бис-ПНК
 на авторадиограмме помимо свободной днДНК
наблюдаются 3 комплекса. Самый легкий из них соответствует обычному
триплексу. Все три комплекса образуются на одной и той же мишени. При
исследовании кинетики диссоциации [4], вместо обычно наблюдаемого
экспоненциального убывания триплекса, наблюдалась более сложная
картина: график зависимости концентрации триплекса от времени проходил
через максимум, при этом концентрация более тяжелых комплексов убывала
экспоненциально. Это позволило предположить, что именно распад более
тяжелых комплексов дает вклад в рост концентрации триплексов. Изучение
отдельно выделенных комплексов и триплекса показало, что они
действительно распадаются по экспоненциальному закону. Комплексы
оказались достаточно устойчивыми (их время жизни в диапазоне температур
 составляет порядка десятков минут), но менее устойчивыми,
чем триплекс. Для изучаемых по отдельности комплексов на основании этих
данных была построена модель диссоциации, которая позволила определить
относительный выход ДНК и триплекса. Для обоих комплексов он ,как
правило, составляет, с учетом погрешности эксперимента, 1:1. На данный момент изучение полиморфизма продолжается с целью
конкретизировать состав и структуру комплексов, научиться управлять
процессом их образования. Задача эта чрезвычайно важна, так как тот
факт, что один комплекс, образуемый ПНК с днДНК, переходит в другой,
может отразиться на применении ПНК. Литература
- Peptide Nucleic Acids: Protocols and Applications (1999)
ISBN 1-898486-16-6 Horizon Scientific Press, Wymondham, UK
- G. Hansen, T. Bentin, H. Larsen and P. Nielsen. Structural
Isomers of bis-PNA Bound to a Target in Duplex DNA. J.Mol.Biol.
307, p.67-74, 2001
- H. Kuhn, V.V. Demidov, P.E. Nielsen and M.D.
Frank-Kamenetskii. An Experimental Study of
Mechanism and Specificity of Peptide Nucleic Acid (PNA) Binding
to Duplex DNA. J.Mol.Biol 286, p. 1337-1345, 1999
- Y.N. Kosaganov, D.A. Stetsenko, E.N. Lubyako, N.P. Kvitko,
Yu.S. Lazurkin, P.E. Nielsen , Effect of temperature and ionic
strength on the dissociation kinetics and lifetime of PNA-DNA
triplexes. Biochemistry 39, 11742-11747, 2000.
| 
Форум приемной комиссии
