Rakenteen vaikutus RNA:n fosfodiesterisidosten reaktiivisuuteen

Abstract

RNA:n fosfodiesterisidosten pilkkoutumista on tutkittu kehitettäessä RNA:ta pilkkovia keinotekoisia nukleaaseja, joiden toivotaan tarjoavan uuden hoitomuodon erilaisiin sairauksiin Keinotekoinen nukleaasi sisältää pilkkovan ryhmän ja antisense-oligonukleotidin, joka hybridisoituu komplementaarisen yksinauhaisen lähetti-RNA:n kanssa. Pilkkova ryhmä pilkkoo lähetti-RNA:n tietystä kohdasta hyvin spesifisesti ja estää siten proteiinisynteesin. Keinotekoisten nukleaasien kehittäminen edellyttää yksityiskohtaista tietoa RNA:n fosfodiesterisidosten reaktiivisuudesta.

Tutkielman kirjallisessa osiossa tarkastelun kohteena ovat happojen ja emästen sekä metalli-ionien katalysoima fosfodiesterisidosten pilkkoutuminen. Lisäksi perehdytään RNA:n reaktiivisuuteen vaikuttaviin rakenteellisiiin tekijöihin. RNA:n primäärisellä rakenteella, emästen keskinäisellä vuorovaikutuksella ja fosfodiesterisidoksen sijainnilla on vaikutusta fosfodiesterisidosten reaktiivisuuteen. Myös RNA:n sekundäärinen rakenne vaikuttaa fosfodiesterisidosten reaktiivisuuteen ja se voi jopa nopeuttaa sidoksen pilkkoutumista tietyissä hiuspinnirakenteissa. Yksittäisen sidoksen reaktiivisuutta on kuitenkin vaikea ennustaa, sillä monilla tekijöillä on siihen vaikutusta. Metalli-ionien katalysoimassa fosfodiesterisidoksen pilkkoutumisessa vuorovaikutukset metalli-ionikatalyytin ja substraatin välillä vaikuttavat suuresti pilkkoutumisreaktion nopeuteen.

Kokeellisessa osiossa on tutkittu emässekvenssin vaikutusta RNA:n fosfodiesterisidosten reaktiivisuuteen. Tätä tarkoitusta varten syntetisoitiin neljä emässekvenssiltään erilaista kimeeristä ribo/2´-O-metyyliribo-oligonukleotidia ja tutkittiin niiden sekä uridylyyli-3´,5´-adenosiinin hydroksidi-ionin katalysoimaa pilkkoutumista. Tulosten perusteella näyttäisi siltä, että oligonukleotidin pilkkoutuvan sidoksen 3´-puoli vaikuttaa fosfodiesterisidosten reaktiivisuuteen enemmän kuin 5´-puoli.