Abrir o menú principal

Ácido nucleico bloqueado

Estrutura química dun monómero de ácido nucleico bloqueado. A pentosa ten unha ponte adicional que une o oxíxeno en 2' co carbono 4'.

Un ácido nucleico bloqueado (en inglés, LNC, de locked nucleic acid), tamén coñecido como ARN inaccesible, é un ARN que presenta un nucleótido modificado. Mostran unha gran afinidade e especificidade con dianas de ADN nativas. O residuo de ribosa nun nucleótido de ácido nucleico bloqueado está modificado ao presentar unha ponte extra que conecta o oxíxeno 2' co carbono 4'. A ponte bloquea a conformación da ribosa nunha configuración 3'-endo (norte), a cal a miúdo se encontra en dúplex da forma A. Os nucleótidos de ácido nucleico bloqueado poden ser mesturados con residuos de ADN ou ARN dun oligonucleótido sempre que se desexe e despois hibridar este cun ADN ou ARN seguindo as regras de emparellamento de bases de Watson e Crick. Algúns destes oligómeros son sintetizados quimicamente e están dispoñibles comercialmente. A conformación da ribosa bloqueada mellora a colocación das bases unhas sobre outras (stacking) e a preorganización do esqueleto de azucre fosfato do ácido nucleico. Isto aumenta significativamente as propiedades de hibridación do oligonucleótido tales como a temperatura de desnaturalización.[1]

Os ácidos nucleicos bloqueados foron sintetizados de forma independente polo grupo de Jesper Wengel[2] en 1998, sendo sintetizados por primeira vez polo grupo de Takeshi Imanishi[3] en 1997. Os dereitos intelectuais sobre os ácidos nucleicos bloqueados son propiedade desde 1997 da compañía de biotecnoloxía danesa Exigon A/S.[4]

Estrutura conformacional dun monómero de ácidonucleico bloqueado en configuración β-D.

Os nucleótidos de ácido nucleico bloqueado utilízanse para incrementar a sensibilidade e a especificidade de expresión nas micromatrices de ADN, sondas FISH fluorescentes para técnicas de hibridación in situ, sondas para PCR en tempo real e outras técnicas de bioloxía molecular baseadas en oligonucleótidos. Polo momento (2005) a única técnica eficaz para a detección in situ de micro ARN é o uso de ácidos nucleicos bloqueados. Un triplete de nucleótidos de ácido nucleico bloqueado que rodea un só sitio con emparellamento de bases incorrecto maximiza a especificidade dunha sonda de ácido nucleico bloqueado a menos que a sonda conteña a base guanina do emparellamento G-T incorrecto.[5]

A utilización de oligonucleótidos baseados en ácidos nucleicos bloqueados como ferramentas terapéuticas é un campo emerxente en biotecnoloxía. A compañía farmacéutica danesa Santaris Pharma a/s é propietaria de todos os dereitos para a utilización terapéutica da tecnoloxía dos ácidos nucleicos bloqueados,[6] e actualmente está desenvolvendo un novo fármaco para o tratamento da hepatite C baseado nos ácidos nucleicos bloqueados, chamado Miravirsen, que ten como diana o xene miR-122, e a finais de 2010 este fármaco estaba en ensaio clínico en fase II.[7]

Utilidade da tecnoloxía dos ácidos nucleicos bloqueadosEditar

Algunhas das utilidades da súa utilización son:

  • Son ideais para a detección de secuencias curtas de ADN e ARN.
  • Incrementa a estabilidade térmica dos ácidos nucleicos bicatenarios.
  • Teñen a capacidade de discriminar entre ácidos nucleicos que se diferencian nun só nucleótido.
  • Son resistentes ás exo e endonucleases, o que lles dá unha alta estabilidade en aplicacións in vivo e in vitro.
  • Alta especificidade no recoñecemento de secuencias diana.
  • Facilitan a normalización da temperatura de fusión do ácido nucleico (Tm).
  • A capacidade de invadir a febra do ácido nucleico permítelles detectar mesmo mostras con secuencias de difícil acceso.
  • Son compatibles cos procesos encimáticos estandarizados.[8]

Aplicacións da tecnoloxía de ácidos nucleicos bloqueadosEditar

Algunhas das súas aplicacións son:

  • PCR específica de alelos: permite o deseño de secuencias iniciadores máis curtas, sen comprometer a capacidade de unión ao sitio específico.[9]
  • Permite xerar perfís de expresión xenética en micromatrices, aumentando a sensibilidade e a selectividade con cantidades máis pequeñas de substrato.[10]
  • Investigación do ARN pequeno.
  • Xenotipificación de SNPs .
  • Produción de oligonucleótidos de ARNm antisentido.
  • Interferencia de ARN (ARNi).
  • ADNcimas (DNAzymes).
  • Sondas de polarización fluorescente.
  • Balizas moleculares .
  • Reparación de xenes e salto de exóns.
  • Detección de variantes de empalme.
  • Hibridación comparativa de xenomas (GCH).[11]

Existen outras aplicaciones terapéuticas ou diagnósticas que se encontran actualmente en desenvolvemento.[11]

NotasEditar

  1. Kaur, H; Arora, A; Wengel, J; Maiti, S (2006). "Thermodynamic, Counterion, and Hydration Effects for the Incorporation of Locked Nucleic Acid Nucleotides into DNA Duplexes". Biochemistry 45 (23): 7347–55. PMID 16752924. doi:10.1021/bi060307w. 
  2. Alexei A. Koshkin, Sanjay K. Singh, Poul Nielsen, Vivek K. Rajwanshi, Ravindra Kumar, Michael Meldgaard, Carl Erik Olsen, Jesper Wengel (1998). "LNA (Locked Nucleic Acids): Synthesis of the adenine, cytosine, guanine, 5-methylcytosine, thymine and uracil bicyclonucleoside monomers, oligomerisation, and unprecedented nucleic acid recognition". Tetrahedron 54 (14): 3607–30. doi:10.1016/S0040-4020(98)00094-5. 
  3. Satoshi Obika, Daishu Nanbu, Yoshiyuki Hari, Ken-ichiro Morio, Yasuko In, Toshimasa Ishida, Takeshi Imanishi (1997). "Synthesis of 2′-O,4′-C-methyleneuridine and -cytidine. Novel bicyclic nucleosides having a fixed C3'-endo sugar puckering". Tetrahedron Lett. 38 (50): 8735–8. doi:10.1016/S0040-4039(97)10322-7. 
  4. http://www.exiqon.com/history
  5. You Y., Moreira B.G.; Behlke M.A. and Owczarzy R. (2006). "Design of LNA probes that improve mismatch discrimination". Nucleic Acids Res. 34 (8): e60. PMC 1456327. PMID 16670427. doi:10.1093/nar/gkl175. 
  6. "Developing LNA technology for new-generation cancer drugs" (PDF). SP2 Magazine. marzo. 
  7. Franciscus, Alan (2010). "Hepatitis C Treatments in Current Development". HCV Advocate. Arquivado dende o orixinal o 15 de agosto de 2015. Consultado o 27 de novembro de 2015. 
  8. Locked Nucleic Acid Technology
  9. Bonetta, Laura (2005). "Prime time for real-time PCR". Nat. Methods 2 (4): 305–312. doi:10.1038/nmeth0405-305. 
  10. Roberts, Peter (2006). "MicroRNA expression profiling on arrays enhanced with locked nucleic acids". Nat. Methods 3 (4). doi:10.1038/nmeth869. 
  11. 11,0 11,1 http://www.exiqon.com/custom-lna-oligos

Véxase taménEditar

Ligazóns externasEditar