Меню сайта

Последние новости

Причина отравления вод океана.

Американские ученые из штата Мичиган полагают, что в качестве главной причины отравления вод Мирового океана ртутью являются бактерии.

Секрет выживания лягушек.

Американским ученым удалось выяснить, как лягушкам удается продолжать жить даже после глубокой заморозки.

Секрет долголетия ночницы.

Биологи уже давно считают, что продолжительность жизни животного определяется очень просто: чем оно больше, тем дольше живет.




Физико-химические аспекты взаимодействия олигонуклеотида и РНК-мишени
Материалы по биологии и химии / Подавление экспрессии гена EGFP в клетках с использованием конъюгатов олигонуклеотида с пиреном / Физико-химические аспекты взаимодействия олигонуклеотида и РНК-мишени
Страница 1

Эффективность действия антисмысловых олигонуклеотидов количественно характеризуется сродством ODN к мРНК-мишени и эффективной константой расщепления последней.

Сродство ODN к адресуемой ему РНК (или свободная энергия образования гетеродуплекса) описывает стабильность гибрида ДНК - РНК. DrG может быть измерена калориметрически [17], либо рассчитана теоретически [34,35]. При расчете свободной энергии Гиббса образования гетеродуплекса используется закон Гесса (свободная энергия Гиббса сложной реакции не зависит от её пути) и расчеты энергий образования вторичных и третичных структур по правилу «ближайшего соседа» (nearest neighbor rule) с помощью программы mfold, разработанной Цукером и соавторами. Реакцию можно представить следующим образом:

В этой схеме М, O, H - соответственно мРНК-мишень, антисмысловой ODN и гетеродуплекс ODN - РНК с учётом их вторичной и третичной структуры, Мu, Ou, Hu - соответственно мРНК-мишень, антисмысловой ODN и гетеродуплекс ODN - РНК без учёта их вторичной и третичной структуры, DunG(M), DunG(O), DunG(H) - свободные энергии Гиббса укладки их во вторичную и третичную структуру, DrG, DrG(unfolded) - свободные энергии гибридизации ODN и мРНК в свёрнутом и полностью денатурированном состоянии соответственно.

DunG(M), DunG(O), DunG(H) и DrG(unfolded) могут быть теоретически рассчитаны. Тогда свободная энергия гибридизации находится по закону Гесса:

Константу равновесия процесса ассощиации гетеродуплекса K1 можно найти, исходя из рассчитанной свободной энергии Гиббса процесса гибридизации:

Для оценки температуры плавления гетеродуплекса также пользуются правилом «ближайшего соседа» и рассчитывают её с помощью соответствующих программ.

Экспериментально можно найти эффективную константу скорости keff брутто-реакции превращения мРНК M в условный продукт X (эта условность не влияет на результат кинетических расчетов, но значительно их упрощает):

Эффективная константа скорости брутто-реакции показывает наблюдаемую скорость расщепления мРНК-мишени.

Механизм реакции можно представить следующей схемой:

В этой схеме E - фермент РНКаза H, HE - промежуточный комплекс её с субстратом H, K1 - константа ассоциации гетеродуплекса, рассчитываемая по формуле (3).

Для данной кинетической схемы можно составить систему кинетических уравнений:

где СA - концентрация вещества A, ki - константа скорости i-й элементарной реакции.

Обычно измеряемым параметром является концентрация мРНК в растворе (исходная CM0 и текущая CM), поэтому keff считают относительно к матрице:

Использовав квазистационарное приближение по промежуточному продукту HE и упростив выражение для скорости реакции w с помощью уравнения Михаэлиса - Ментен:

где - константа Михаэиса, можно преобразовать выражение для скорости изменения концентрации гетеродуплекса H:

Найдём выражение для эффективной константы скорости расщепления мРНК-мишени в двух случаях: когда процесс лимитируется связыванием мРНК антисмысловым ODN и лимитируется каталитическим расщеплением мРНК-мишени в составе гетеродуплекса.

Случай 1. Лимитирование гибридизацией.

В этом случае процесс расщепления идёт значительно быстрей, чем гибридизация. Поэтому можно допустить предположение об установлении стационарной концентрации гетеродуплекса H, т.е.:

С другой стороны, легко увидеть (6), что:

поэтому:

То есть, в данном случае выражение для скорости расщепления мРНК совпадает по абсолютному значению с выражением скорости реакции (скорости образования условного продукта Х). Воспользовавшись этим, преобразуем выражение для скорости изменения концентрации олигонуклеотида, мы увидим, что его концентрацию можно считать практически неизменной:

Страницы: 1 2

Смотрите также

Распространение, численность и видовой состав бесхвостых земноводных в Республике Беларусь
ВВЕДЕНИЕ Оценка современного состояния изучаемой проблемы Поскольку единицами биосферы являются биогеоценозы, обладающие способностью трансформировать вещество и энергию в соответ ...

Биофильтрация как способ питания беспозвоночных
Введение В нашем индустриальном обществе проблема загрязнения окружающей среды и переработки промышленных отходов заставляет нас искать и пересматривать методы очистки и переработки в ...

Особенности развития почвенных водорослей отдела Cyanophyta на отвалах гомельского химического завода и прилегающих территориях
Введение Под термином «почвенные водоросли» понимают совокупность нескольких экологических группировок водорослей, включающую наземные водоросли, которые лишь при благоприятных услов ...