Mavzu: O'zgartirilgan nukleotidlarning usullari va qo'llanilishi

Translated from Tajik to Uzbek - www.onlinedoctranslator.com



Mavzu:O'zgartirilgan nukleotidlarning usullari va qo'llanilishi
Modifikatsiyalangan oligo- va polinukleotidlar molekulyar biologiya, biokimyo, dorivor kimyo, diagnostika muolajalarida muhim vositalarga aylandi va keyingi avlod terapevtik vositalar orasida o‘z o‘rnini egallamoqda. Nuklein kislota fragmentlarini (NA) sintez qilishning universal avtomatik usulining paydo bo'lishi bunday birikmalarning xossalari va qo'llanilishini o'rganishning sifat jihatidan rivojlanishida hal qiluvchi rol o'ynadi. Oligonukleotidlarning dizayni, sintezi va dori sifatida qo'llanilishi DNK tuzilishini tavsiflovchi uchta yangi maqola bo'lmasa, ular 1953 yil aprel oyida Tabiatda paydo bo'ldi. Bu erda DNK tuzilishining uch o'lchovli modeli birinchi marta taqdim etilgan. Qolgan ikkita maqola Kembrijdagi King's kolleji tadqiqotchilari tomonidan yozilgan. R. Franklin va R. Gosling DNK kristallari va M. Uilkins, A. Stokes va H. Uilson kristallografik ma'lumotlar asosida qo'sh spiralning parametrlarini hisoblab chiqdi. Ikki tomonlama spiralning kashf etilishi tarixi nafaqat Uotsonning mashhur "Qo'shaloq spiral: DNK tuzilishining kashfiyoti haqidagi xotiralar" kitobida, balki boshqa bir qator kitoblarda ham yaxshi tasvirlangan, masalan, Rozalind Franklin . DNKning qorong'u xonimi, B. Maddox tomonidan 2002 yilda nashr etilgan. Nuklein kislotalari kimyosining rivojlanish tarixi va uning qo'llanilishi bo'yicha ushbu zamonaviy kitoblar va sharhlarning nashr etilishi, shuningdek, ko'plab olimlarning jurnalning ushbu tematik sonida o'z ishlarini taqdim etish istagi ushbu afsonaviy va eng ko'p muhimligini ko'rsatadi. XX asrning qiziqarli voqeasi va uning oqibatlari.Olim va fan tarixchilarining diqqatini hech qachon tortmaydi. DNKning kimyoviy sintezi tarixi Uotson va Krik tomonidan DNKning qo'sh spiral tuzilishi kashf qilinganidan ikki yil o'tgach boshlangan. NA fragmentlarini tez va samarali sintez qilish muammosini hal qilish molekulyar biologiya, biotexnologiya, genetika, oqsil muhandisligi va inson genomini dekodlash rivojlanishining asosi bo'ldi. NA sintezi tarixi dunyoning ko'plab mamlakatlari olimlarining minglab tadqiqotlarini o'z ichiga oladi. Ba'zilarning tadqiqotlari boshqalarning yutuqlariga asoslangan edi. Bu soha rivojiga hissa qo‘shganlarning barchasini nomlab bo‘lmaydi. AM Mishelson va AR Todd tomonidan nashr etilgan birinchi klassik ish uch valentli fosfor birikmalari yordamida dinukleotidlarning sintezini tasvirlab berdi. Bu to'g'ri himoya qilish strategiyasi va fosfitlanish texnikasi bo'yicha master-klass edi. Olingan dinukleozid fosfatlarni ajratish uchun birinchi marta ion almashinadigan qog'oz xromatografiyasi qo'llanildi, bu o'sha davrda progressiv usul edi. Oligonukleotidlar kimyosi tarixida RNK genining sintezi va oligonukleotidlarni sintez qilishning universal avtomatlashtirilgan usulining paydo bo'lishi muhim voqea bo'ldi; shuning uchun ko'plab kimyogarlarning xizmatlarini e'tirof etish bilan birga, H.G. Xoran va M. H. birinchi bo'lib Karutersni ta'kidladi. Nukleotidlararo aloqalarni yaratish va himoya guruhlarini kiritish / olib tashlash usullarini takomillashtirish bilan bir qatorda DNK bo'laklariga o'zgartirilgan birliklarning o'sishi boshlandi. Shu bilan birga, oligonükleotid zanjiriga o'zgartirilgan fragmentlarni kiritish funktsiyalar doirasini sezilarli darajada kengaytirishga imkon beradi, shu jumladan hujayra membranalari orqali DNK fragmentlarining kirib borishini sezilarli darajada yaxshilaydi; uyali nukleazalarga qarshilikni oshirish va NA duplekslarining termodinamik barqarorligini oshirish. Kimyoviy faol guruhlarning oligonukleotidga qo'shilishi peptid molekulalari, bo'yoqlar va boshqalar bilan turli xil konjugatlarga imkon beradi. olinadi. Oligonükleotidlarning 3' va/yoki 5' uchida tasodifiy modifikatsiyalar yoki modifikatsiyalarni postsintetik kiritish mumkin, ammo eng universal yondashuv kimyoviy sintez jarayonida oligomer zanjirining oldindan belgilangan pozitsiyasida modifikatsiyalangan birlikni kiritishdir. O'zgarishlarni terminalga va zanjirga bo'lish mumkin. Qo'shimcha guruhlarni almashtirish yoki kiritish internukleotid fosfat guruhida, uglevod qismi yoki geterotsiklik asosda sodir bo'lishi mumkin. Oligonukleotidlarning modifikatsiyasi farmakokinetik va farmakodinamik xususiyatlarni yaxshilashga qaratilgan. Xususiyatlarning o'zgarishining ba'zi tendentsiyalarini modifikatsiyalarni kiritishda ajratish mumkin, xususan, shakar fosfat magistralining o'zgarishi nukleaza barqarorligi va NA yaqinligining oshishiga olib keladi, shu bilan birga 3'- va 5'-da o'rinbosarlarning qo'shilishi. uchlari oligonukleotidlarning organlarga o'tish samaradorligini oshiradi va hujayralarga kirishni sezilarli darajada yaxshilaydi.Oligonukleotidlarning asosiy xususiyatlaridan biri ularning bir-birini to'ldiruvchi o'zaro ta'sirga ega bo'lish qobiliyati ekanligini doimo yodda tutish kerak; shuning uchun turli xil modifikatsiyalarni kiritishda asosiy vazifalardan biri maqsadli nuklein kislotalarning bir-birini to'ldiruvchi hududlari bilan hamkorlik qilish uchun zarur bo'lgan struktura va funktsiyalarni saqlab qolishdir. tasodif emas bu erda o'zgarishlar asosan shakar fosfat magistraliga qaratilgan. Muhim jihatlar - modifikatsiyalangan oligonükleotidlarning nuklein kislotalar yoki NA-bog'lovchi oqsillarga bog'lanish o'ziga xosligini oshirish va bu birikmalarning hujayra nukleazalari tomonidan gidrolizga qarshi barqarorligini oshirish. Biroq, o'zgarish toksik metabolitlarning ko'payishiga olib kelmasligi kerak. Oligonükleotidlar dori sifatida foydalanish uchun tasdiqlangan. Bir qator boshqa modifikatsiyalangan oligonükleotidlar (antisens oligonukleotidlar (ASO), kichik interferent RNKlar (siRNKlar), aldovlar, aptamerlar) klinik sinovlari davom etmoqda. Bu shuni ko'rsatadiki, ASO va boshqa NA asosidagi dorilarning salohiyati juda muvaffaqiyatli amalga oshirilishi mumkin. Sintetik oligonukleotidlarni terapevtik maqsadlarda qo'llash ularni oqilona loyihalash va keng ko'lamli sintez qilish uchun yangi yondashuvni talab qiladi. 70 dan ortiq dori nomzodlari klinik sinovlarning turli bosqichlaridan o'tgan bo'lsa-da, ko'p miqdordagi ASO uchun sinovlar to'xtatildi. Biomedikal preparatlar sifatida keyingi foydalanish uchun rad etilgan oligonükleotidlar ro'yxati ortib bormoqda. Sabablari: gendagi tasdiqlanmagan maqsad, noto'g'ri tanlangan ASO nukleotidlar ketma-ketligi, terapiya uchun etarli bo'lmagan nokdaun darajasi, ASO ning maqsaddan tashqari faolligi va 1-jadvaldagi ma'lumotlarni tahlil qilganda osongina payqash mumkin. taklif qilingan o'zgarishlarning ko'pligiga qaramasdan, faqat bir nechta birlik (mumkin bo'lganlarning juda kichik qismi) aslida nisbatan sodda. Qolganlari, hali dori sifatida qo'llanilmagan, ilmiy tadqiqotlarda keng qo'llaniladi yoki klinik sinovlarning turli bosqichlarida. Giyohvand moddalarni qidirish, turli xil modifikatsiyalangan oligonukleotidlarga asoslangan holda, Godelning to'liqsizlik teoremasini eslatadi: ma'lum bir murakkablik darajasidan boshlab, ichki ziddiyatli yoki to'liq bo'lmagan matematik aksiomalarning har qanday tizimi. Hujayra va undan ham ko'proq, butun organizm juda murakkab va tizimning ishlashi haqidagi ma'lumotlar hatto noyob (individual) kasallikni davolash uchun universal davolash turini ishlab chiqish uchun etarli emas. Bu, ba'zida turli xil modifikatsiyalar to'plamini o'z ichiga olgan keng doiradagi DNK fragmentlari hatto klinik sinovlarning birinchi bosqichiga ham etib bormasligi va kimyoviy laboratoriyada biomedikal terapevtik sifatida emas, balki yangi birikmalar sifatida qolishi haqiqatdir. Terapevtik oligonükleotidlarning kimyoviy sintezi o'ziga xosdir va bir nechta modifikatsiyalarning birgalikdagi ta'sirini ko'pincha oldindan aytib bo'lmaydi. Empirik test o'zgarishlarni tanlash va ularning NA-fragmentidagi o'rnini belgilashi kerak. SARS-CoV-2 bilan kurashish uchun antiviral preparatning yo'qligi virus replikatsiyasining ma'lum bosqichlarini blokirovka qiluvchi turli dorilarni qo'llashga olib keldi. Viruslarni nishonga olish uchun oligonükleotidlardan foydalanishni nazariy jihatdan taklif qiladigan nashrlar bo'lmasa, ajablanarli bo'lardi. Rossi va boshqalar, oligonukleotid terapevtik agentlari virusning o'zini uning transmembran S-oqsilini (boshoq oqsili) yoki replikatsiya oqsillarini inhibe qilish orqali NA-oqsillar (aptamerlar) yoki virus genomi bilan o'zaro ta'sirini bostirish ta'sirida buzish orqali yo'naltirishi mumkinligini taklif qiladi. siRNK yoki ASO vositachiligida gen ifodasi (gen o'chirish). Genlarni o'chirish yondashuvlari o'pkada va boshqa organlarda COVID-19 ning og'ir holatlarida o'limga olib keladigan yallig'lanish ta'sirini kamaytirishi mumkin. Hozirgi vaqtda modifikatsiyalangan oligonukleotidlar turli kasalliklarni, shu jumladan irsiy va etimlarni davolashda, shuningdek diagnostika va shaxsiylashtirilgan tibbiyotda qo'llanilishini taxmin qilish mumkin.Oligonukleotidlar biotexnologiya, molekulyar biologiya, diagnostika va terapiya kabi sohalarda keng qo'llanilishiga ega. Biroq, ularning tuzilishiga kimyoviy o'zgarishlar kiritish orqali qo'llash doirasi kengaytirilishi mumkin. Yangi tadqiqotning eng samarali yo'nalishi shundaki, modifikatsiyalar gibridlanish, nukleaza qarshiligi, hujayralarni qabul qilish, selektivlik va umuman yaxshi farmakokinetik va farmakodinamik xususiyatlar kabi mos xususiyatlarni ta'minlaydi. Kombinator texnologiya - bu oligonükleotidlar va ularning analoglari keng qo'llaniladigan yana bir tadqiqot sohasi. Aptamerlar, yangi katalitik ribozimlar va deoksiribozimlar o'ziga xos xususiyatlarga asoslangan tasodifiy sintezlangan kutubxonadan ajratilgan RNK yoki DNK molekulalaridir. Ular PCR texnologiyalari yordamida tanlash va kuchaytirishning takroriy tsikllari bilan aniqlanadi. O'zgartirilgan nukleotidlarni kuchaytirish paytida ham, tanlashdan keyin ham kiritish mumkin. Modifikatsiyalangan oligonukleotidlarni sintez qilish va qo'llashda yangi fosforamidit bloklari Natarajan Venkatesan, Su Jae Kim, Byung Xyun Kim Current Medicinal Chemistry, 1973-1991, 2003. So'nggi yillarda modifikatsiyalangan oligonukleotidlar (oligonukleotidlar) faolligi tobora ortib bormoqda. . Ushbu sintetik biopolimerlar molekulyar darajadagi oqsillar va nuklein kislotalar o'rtasidagi o'zaro ta'sirni yaxshiroq tushunish uchun uzoq vaqtdan beri molekulyar zondlar sifatida ishlatilgan, bu esa hujayra yoki virus gen ifodasining barcha jihatlari uchun javobgardir. O'zgartirilgan oligonukleotidlar terapevtik va diagnostik vositalar sifatida ham qo'llaniladi. Masalan, ifodani blokirovka qilish uchun antisens oligonükleotidlar ishlatiladi. genlarni, xususan, mRNK ketma-ketliklariga bog'lash orqali. Bundan tashqari, so'nggi o'n yil ichida terapevtik qo'llanmalar uchun nukleaza qarshiligini va tabiiy oligonükleotidlarning membrana kirib borishini yaxshilash uchun mahalliy fosfodiester aloqalarini o'zgartirishga harakat qilindi. Shuning uchun o'zgartirilgan oligonükleotidlarning dizayni va sintezi bioorganik kimyogarlar va biologlar uchun keng ko'lamli ilovalar uchun qiziqish uyg'otadi. Fosforamidit kimyosining paydo bo'lishi o'zgartirilgan azotli asoslar, fosfatni himoya qiluvchi guruhlar va o'zgartirilgan shakarli oligonukleotidlarning rivojlanishini tezlashtirdi. Ushbu sharhda biz yaqinda nashr etilgan o'zgartirilgan asoslarga ega nukleozid fosforamiditlarni ko'rib chiqamiz, shakar yoki skelet birliklari va ularning keyinchalik o'zgartirilgan DNK va RNK analoglariga aylanishi. Ayrim hollarda bunday modifikatsiyalarning modifikatsiyalangan oligonukleotidlarning strukturaviy, termodinamik va gibridlanish xususiyatlariga va ularning to'ldiruvchi tabiiy oligonukleotidlar bilan duplekslariga ta'siri ham muhokama qilingan. Xuddi shunday, biz fosforamidit bilan o'zgartirilgan nukleozid strukturaviy bloklarning optik yoki elektrokimyoviy faol molekulalar bilan o'zgartirilgan oligonükleotidlar sintezidagi rolini ta'kidladik. Nukleozid fosforamiditlar yoki turli bog'lanishlar yoki guruhlar orqali qattiq tayanchlarda immobilizatsiya qilingan kichik oligonükleotidlar va ularning biologik qo'llanilishi ham qayd etilgan. O'zgartirilgan oligonukleotidlar: foydalanuvchilar uchun sintez va strategiya Sandeep Verma, Fritz Eksteyn biokimyoning yillik sharhi 1998 yil. Oligonukleotidlarning sintetik analoglari bir qancha biokimyoviy jarayonlarni tushunishimizga yordam berdi. Qattiq fazali va fermentga asoslangan sintezning samarali usullari, shuningdek, bazaviy tahrirlangan analoglarning mavjudligi bunday oligonukleotidlarning foydaliligini oshirdi. Ushbu sharhda biz biokimyoviy reaktsiyalarning mexanizmi va stereokimyoviy jihatlarini o'rganish uchun orqa miya, asos va shakar modifikatsiyalarini o'z ichiga olgan sintetik oligonükleotidlardan foydalanishni muhokama qilamiz. Shuningdek, biz nuklein kislota-oqsil interferentsiyasi xaritasini muhokama qilamiz; nuklein kislotalarning biokimyoviy reaksiyalari va tuzilishini spektroskopik tahlil qilish; va nuklein kislotalarning o'zaro bog'lanishi bo'yicha tadqiqotlar. Oligonukleotid sintezini avtomatlashtirish, universal fosforamidit reagentlarini ishlab chiqish, fundamental va amaliy biologik tadqiqotlarning turli sohalarida modifikatsiyalangan oligonukleotidlardan samarali foydalanishni kengaytirdi. Fosfodiester magistraliga, purin va pirimidin geterotsiklik asoslariga va shakar qismiga o'zgartirishlar kiritilgan oligonükleotidlar haqida ko'plab hisobotlar qilingan; bu o'zgarishlar strukturaviy va mexanik zondlar bo'lib xizmat qiladi. Ushbu bobda biz kimyoviy jihatdan o'zgartirilgan bunday oligonukleotidlarning diapazoni, ko'lami va foydaliligini muhokama qilamiz. Kosmik cheklovlar tufayli biz faqat fosfatlar va fosfat analoglarini o'z ichiga olgan oligonükleotidlarni nukleotidlararo bog'lanish deb hisoblaymiz. Oligonukleotidlar biotexnologiya, molekulyar biologiya, diagnostika va terapiya kabi sohalarda keng qo'llanilishiga ega. Biroq, ularning tuzilishiga kimyoviy o'zgarishlar kiritish orqali qo'llash doirasini kengaytirish mumkin. Yangi oligonükleotid analoglarini izlashning samarali natijasi antisens strategiyasi bo'lib, unda kimyoviy modifikatsiyalar gibridlanish, nukleaza qarshiligi, hujayra tutilishi, selektivlik va odatda yaxshi farmakokinetik va farmakodinamik xususiyatlar kabi mos xususiyatlarni ta'minlaydi. Kombinator texnologiya - bu oligonükleotidlar va ularning analoglari keng qo'llaniladigan yana bir tadqiqot sohasi. Aptamerlar, yangi katalitik ribozimlar va deoksiribozimlar o'ziga xos xususiyatlarga asoslangan tasodifiy sintezlangan kutubxonadan ajratilgan RNK yoki DNK molekulalaridir. Ular PCR texnologiyalari yordamida tanlash va kuchaytirishning takroriy tsikllari bilan aniqlanadi. O'zgartirilgan nukleotidlar kuchaytirish paytida yoki tanlovdan keyin kiritilishi mumkin. Sitozin va adenin o'rniga modifikatsiyalangan 5-metilsitozin va 2-aminoadenin asoslarini o'z ichiga olgan oligonükleotidlar komplementar ketma-ketlikka qaraganda yuqori normal yaqinlikka ega.


Xulosa:
O'zgartirilgan oligonukleotidlar terapevtik va diagnostik vositalar sifatida ham qo'llaniladi. Masalan, antisens oligonukleotidlar ifodani blokirovka qilish uchun ishlatiladi.Oligonukleotidlar biotexnologiya, molekulyar biologiya, diagnostika va terapiya kabi sohalarda keng qo'llanilishiga ega. Genlarni o'chirish yondashuvlari o'pkada va boshqa organlarda COVID-19 ning og'ir holatlarida o'limga olib keladigan yallig'lanish ta'sirini kamaytirishi mumkin. Hozirgi vaqtda modifikatsiyalangan oligonukleotidlar turli kasalliklarni, shu jumladan irsiy va etimlarni davolashda, shuningdek diagnostika va shaxsiylashtirilgan tibbiyotda qo'llanilishini taxmin qilish mumkin.

ADABIYOT
1. Watson JD, Crick FH Nature. 1953;171:737-738. doi: 10.1038/171737a0. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
2. Franklin RE, Gosling RG Tabiat. 1953;171:740-741. doi: 10.1038/171740a0. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
3. Wilkins MH, Stokes AR, Wilson HR Nature. 1953;171:738-740. doi: 10.1038/171738a0. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
4. Watson JD The Double Helix: DNK tuzilishini kashf qilishning shaxsiy hisobi. Nyu-York: Athenaeum; 1968. [Google Scholar]
lar]