Vpliv terminalnih koncev in narave kationov na tvorbo G-kvadrupleksovPavc, Daša (Avtor) Šket, Primož (Mentor) G-kvadrupleksimultimerizacijastrukture višjega redaG-žičkesamozdruževanjeNMRDNA nanotehnologijaPreučevali smo vpliv terminalnih koncev oligonukleotidov in narave prisotnih kationov na zvijanje in multimerizacijo G-kvadrupleksov do dolgih nanostruktur, G-žičk. Uporaba terminalnih GC koncev oligonukleotidov lahko vodi do multimerizacije G-kvadrupleksov preko prepletanja in do nastanka daljših nanostruktur. Vpliv prisotnosti 15NH4+ in K+ ionov smo preučevali na G-kvadrupleksih, katere tvorita oligonukleotida d(GCG2AG4AG2) in d(GCG2AG4AG2CG) poimenovana GCn in GCnCG. Pokazali smo, da prisotnost 15NH4+ ali K+ ionov sproži multimerizacijo preko nalaganja 3'-terminalnih G-kvartetov GCn G-kvadrupleksa, ki pa jo 3'-GC konci preprečijo v primeru GCnCG G-kvadrupleksa. V 3'-3' naloženem GCn G-kvadrupleksnem multimeru smo opazili pet vezanih 15NH4+ ionov, med katerimi se eden nahaja tudi na 3'-3' medkvadrupleksni površini. Za 15NH4+ ione vezane v 3'-3' naloženem GCn G-kvadrupleksnem multimeru smo opazili počasno dinamiko izmenjave. Nasprotno, prisotnost 3'-GC konca pospeši izmenjavo vezanih 15NH4+ ionov med vezavnimi mesti v GCnCG G-kvadrupleksu in 15NH4+ ioni v raztopini. 15NH4+ ioni znotraj GCnCG G-kvadrupleksa se premikajo samo v eno smer, kar je lastnost ionskega kanala. Pokazali smo, da v prisotnosti K+ ionov oligonukleotid d(G2AG4AG2) multimerizira do G-žičk. S spreminjanjem pogojev v raztopini in načina priprave vzorca smo našli pet G-kvadrupleksnih struktur, ki nastanejo tekom samozdruževanja d(G2AG4AG2) do G-žičk. Z uporabo NMR spektroskopije smo določili topologije zvitja omenjenih petih G-kvadrupleksnih struktur in tako dobili vpogled v mehanizem nastanka G-žičk na molekularnem nivoju. Spreminjanje nukleotidov v zankah nam je omogočilo spreminjanje lastnosti G-žičk, s simulacijami MD pa smo razložili kako nukleotidi v zankah vplivajo na dolžino nastalih G-žičk. Preučevali smo tudi možnosti nastanka G-kvadrupleksnih struktur višjega reda v biološkem kontekstu na primeru oligonukleotida iz človeškega telomernega zaporedja, ki vsebuje pet G-traktov, d(TAG3(T2AG3)4). Ugotovili smo, da prisotnost petega G-trakta povzroči nastanek paralelnega G-kvadrupleksa s T2AG3 prostim koncem. Multimerizacija je bolj verjetna pri paralelnih, kot pri hibridnih G-kvadrupleksih, kjer robne zanke ovirajo nalaganje preko terminalnih G-kvartetov.20222022-06-14 15:15:00Doktorsko delo/naloga137362VisID: 7281COBISS_ID: 115484419sl