| کد مقاله | کد نشریه | سال انتشار | مقاله انگلیسی | نسخه تمام متن |
|---|---|---|---|---|
| 8327888 | 1540203 | 2018 | 18 صفحه PDF | دانلود رایگان |
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Structural polymorphism of a cytosine-rich DNA sequence forming i-motif structure: Exploring pH based biosensors
ترجمه فارسی عنوان
پلی مورفیسم ساختاری توالی DNA غنی از سیستئین تشکیل دهنده ساختار i-motif: مطالعه حس گرهای زیستی مبتنی بر pH
همین الان دانلود کنید
دانلود مقاله ISI انگلیسی
رایگان برای ایرانیان
کلمات کلیدی
i-motif، توالی های غنی از سیستئین، حس گرهای زیستی مبتنی بر pH، حس گرهای زیستی نانو، شناسایی ساختار اختصاصی توسط حس گرهای زیستی، پلی مورفیسم ساختاری DNA
فهرست مطالب مقاله
چکیده
کلمات کلیدی
مقدمه
مواد و روش کار
دناتوره شدن حرارتی-UV
رنگ تابی دورانی (CD) :
ژل الکتروفورز پلی آکریل آمید
نتایج و بحث:
الکتروفورز ژل پلی آکریل آمید (PAGE)
الکتروفورزیس ژل دناتوره کننده:
شکل 1. الگوی جابجایی توالی اولیگونوکلئوتیدی DNA در PAGE دناتوره کننده 20%. خط1: PAL12، خط 2: SG20c و خط 3: PAL24 در 1X TBE و فرم آمید 100%.
ژل الکتروفورزیس native یا غیردناتوره کننده
(الف) وضعیت ساختاری توالی غنی از سیستئین در pH خنثی (4/7):
شکل a2. الگوی جابجایی توالی اولیگونوکلئوتید در PAGE طبیعی 15%. خط 1: PAL12+PAL24، خط 2: SG20c، خط 3: SG20+SG20c حاوی 1/0 مولار NaCl و 1/0 میلی مولار EDTA در بافر 20 میلی مولار کاکودیلات سدیم (pH 7.4).
شکل b2. الگوی جابجایی توالی اولیگونوکلئوتید در PAGE طبیعی 15%. خط 1: PAL12+PAL24، خط 2: SG20c، خط 3: SG20+SG20c، خط 4: M35، خط 5: M35+M35C حاوی 1/0 مولار NaCl و 1/0 میلی مولار EDTA در بافر 20 میلی مولار کاکودیلات سدیم (pH 5.2).
(ب) وضعیت ساختاری توالی غنی از سیستئین در pH اسیدی (2/5):
مطالعات دناتوره شدن حرارتی-UV
شکل a3. ویژگی های دناتوره شدن دمایی SG20c در بافر کادودیلات سدیم mM20 (pH 5.2) حاوی 1/0 مولار NaCl و 1/0 میلی مولار EDTA که در طول موج های nm 265 و nm 295 مورد بررسی قرار گرفته است.
شکل b3. اولین مشتقات ویژگی های ذوب شدن دمایی شکل a3.
رنگ‌تابی دورانی
شکل 4. طیف رنگ تابی دورانی SG20c در بافر کادودیلات سدیم mM20 (pH 5.2) حاوی 1/0 مولار NaCl و 1/0 میلی-مولار EDTA در pHهای 4/7 (خط مشکی) و 2/5 (خط آبی)
مدل های ساختاری پیشنهادی برای ساختارهای i-motif تک مولکولی و دو مولکولی تشکیل شده توسط SG20c در pH برابر با 2/5:
شکل 5. مدل پیشنهادی سازگار با SG20c در pH اسیدی
کاربردهای زیستی
شکل 6. مکانیسم وابسته به pH حس گرهای زیستی DNA مبتنی بر FRET. در pH بالا، FRET خاموش باقی می ماند، چرا که هر دو پروب 1 و 2 به منظور تشکیل دوپلکس DNA هیبرید می شود و در نهایت دو رنگ متصل شده از هم جدا می شود. تحت pH پایین، پروب 2 به منظور تشکیل ساختار i-motif پیچ می خورد، به شکلی که دو کروموفور در مجاورت نزدیک با هم قرار بگیرند و در نتیجه FRET روشن می شود.
شکل 7. شناسایی اختصاصی ساختار هپارین و i-motif توسط لیگاندهای کوچک، حاکی از مهار و فعال سازی رونویسی سلول-های سرطانی دارد.
نتیجه گیری
کلمات کلیدی
مقدمه
مواد و روش کار
دناتوره شدن حرارتی-UV
رنگ تابی دورانی (CD) :
ژل الکتروفورز پلی آکریل آمید
نتایج و بحث:
الکتروفورز ژل پلی آکریل آمید (PAGE)
الکتروفورزیس ژل دناتوره کننده:
شکل 1. الگوی جابجایی توالی اولیگونوکلئوتیدی DNA در PAGE دناتوره کننده 20%. خط1: PAL12، خط 2: SG20c و خط 3: PAL24 در 1X TBE و فرم آمید 100%.
ژل الکتروفورزیس native یا غیردناتوره کننده
(الف) وضعیت ساختاری توالی غنی از سیستئین در pH خنثی (4/7):
شکل a2. الگوی جابجایی توالی اولیگونوکلئوتید در PAGE طبیعی 15%. خط 1: PAL12+PAL24، خط 2: SG20c، خط 3: SG20+SG20c حاوی 1/0 مولار NaCl و 1/0 میلی مولار EDTA در بافر 20 میلی مولار کاکودیلات سدیم (pH 7.4).
شکل b2. الگوی جابجایی توالی اولیگونوکلئوتید در PAGE طبیعی 15%. خط 1: PAL12+PAL24، خط 2: SG20c، خط 3: SG20+SG20c، خط 4: M35، خط 5: M35+M35C حاوی 1/0 مولار NaCl و 1/0 میلی مولار EDTA در بافر 20 میلی مولار کاکودیلات سدیم (pH 5.2).
(ب) وضعیت ساختاری توالی غنی از سیستئین در pH اسیدی (2/5):
مطالعات دناتوره شدن حرارتی-UV
شکل a3. ویژگی های دناتوره شدن دمایی SG20c در بافر کادودیلات سدیم mM20 (pH 5.2) حاوی 1/0 مولار NaCl و 1/0 میلی مولار EDTA که در طول موج های nm 265 و nm 295 مورد بررسی قرار گرفته است.
شکل b3. اولین مشتقات ویژگی های ذوب شدن دمایی شکل a3.
رنگ‌تابی دورانی
شکل 4. طیف رنگ تابی دورانی SG20c در بافر کادودیلات سدیم mM20 (pH 5.2) حاوی 1/0 مولار NaCl و 1/0 میلی-مولار EDTA در pHهای 4/7 (خط مشکی) و 2/5 (خط آبی)
مدل های ساختاری پیشنهادی برای ساختارهای i-motif تک مولکولی و دو مولکولی تشکیل شده توسط SG20c در pH برابر با 2/5:
شکل 5. مدل پیشنهادی سازگار با SG20c در pH اسیدی
کاربردهای زیستی
شکل 6. مکانیسم وابسته به pH حس گرهای زیستی DNA مبتنی بر FRET. در pH بالا، FRET خاموش باقی می ماند، چرا که هر دو پروب 1 و 2 به منظور تشکیل دوپلکس DNA هیبرید می شود و در نهایت دو رنگ متصل شده از هم جدا می شود. تحت pH پایین، پروب 2 به منظور تشکیل ساختار i-motif پیچ می خورد، به شکلی که دو کروموفور در مجاورت نزدیک با هم قرار بگیرند و در نتیجه FRET روشن می شود.
شکل 7. شناسایی اختصاصی ساختار هپارین و i-motif توسط لیگاندهای کوچک، حاکی از مهار و فعال سازی رونویسی سلول-های سرطانی دارد.
نتیجه گیری
ترجمه چکیده
شناسایی توالی و پلی مورفیسم پیکربندی این امکان را فراهم می کند که DNA به عنوان یک ابزار اساسی در ساخت ابزارهای با ابعاد نانو در نظر گرفته شود. این DNA مرتبط با مقیاس نانو بر اساس اصول تغییرات ساختاری کار می-کند. این سیستم بر اساس شاخص های مختلفی نظیر توالی رشته DNA/RNA، تغییر در pH یا دما، ارتباطات متقابل آنزیم یا لیگاند و غیره می تواند تسهیل شود. از این رو، کنترل تغییرات پیکربندی DNA برای کسب عملکرد دلخواه به منظور تکامل حس گرهای زیستی هیبریدی DNA که در غربالگری ژنتیکی و تشخیص مولکولی مورد استفاده قرار می گیرد، بسیار مهم هستند. به منظور شناسایی توانایی تغییرات ساختاری الیگونوکلئوتیدهای DNA غنی از سیستئین به عنوان تابعی از pH به منظور استفاده بالقوه به عنوان حس گرهای زیستی، این مطالعه طراحی شده است. رشته توالی DNA غنی از C (5-TCCCCCAATTAATTCCCCCA-3; SG20c) با استفاده از دناتوراسیون حرارتی-UV، ژل الکتروفورز پلی آکریل آمید و طیف سنجی CD مورد بررسی قرار گرفت. توالی SG20c سازگاری با توپولوژی های مختلف ساختار i-motif را در pH پایین نشان داد. این تغییر وابسته به pH در SG20c از رشد منفرد بدون ساختار به ساختارهای i-motif تک مولکولی و مولکول زیستی می تواند از نظر استفاده به عنوان حس گرهای زیستی مبتنی بر pH مورد بررسی های بیشتر قرار بگیرند.
موضوعات مرتبط
علوم زیستی و بیوفناوری
بیوشیمی، ژنتیک و زیست شناسی مولکولی
زیست شیمی
چکیده انگلیسی
Sequence recognition and conformational polymorphism enable DNA to emerge out as a substantial tool in fabricating the devices within nano-dimensions. These DNA associated nano devices work on the principle of conformational switches, which can be facilitated by many factors like sequence of DNA/RNA strand, change in pH or temperature, enzyme or ligand interactions etc. Thus, controlling these DNA conformational changes to acquire the desired function is significant for evolving DNA hybridization biosensor, used in genetic screening and molecular diagnosis. For exploring this conformational switching ability of cytosine-rich DNA oligonucleotides as a function of pH for their potential usage as biosensors, this study has been designed. A C-rich stretch of DNA sequence (5â²-TCCCCCAATTAATTCCCCCA-3â²; SG20c) has been investigated using UV-Thermal denaturation, poly-acrylamide gel electrophoresis and CD spectroscopy. The SG20c sequence is shown to adopt various topologies of i-motif structure at low pH. This pH dependent transition of SG20c from unstructured single strand to unimolecular and bimolecular i-motif structures can further be exploited for its utilization as switching on/off pH-based biosensors.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Biological Macromolecules - Volume 111, May 2018, Pages 455-461
Journal: International Journal of Biological Macromolecules - Volume 111, May 2018, Pages 455-461
نویسندگان
Saami Ahmed, Mahima Kaushik, Swati Chaudhary, Shrikant Kukreti,