Uridiini- ja sytidiinimolekyylien hajoamisprosessien tutkimusta massaspektroskopian avulla

Abstract

DNA- ja RNA-molekyylit sisältävät kaiken eliöiden geneettisen tiedon. Nämä molekyylit vahingoittuvat helposti ulkoisen voiman, esimerkiksi säteilyn vaikutuksesta. Vaurioitunut rakenne voi joissakin tapauksissa korjautua, mutta jos korjausmekanismi tapahtuu virheellisesti tai sen suorittaminen ei ole mahdollista, on seurauksena ohjelmoitu solukuolema eli apoptoosi. Jos vaurioitunut ja apoptoosiin ohjautunut solu ehtii jakaantumaan, voi seurauksena olla pahanlaatuinen muutosketju, jossa syntyy mutaatioita.

Säteilyn, esimerkiksi ultraviolettisäteilyn vaikutusta DNA- ja RNA- molekyylien ja niiden rakenneosien hajoamiseen tutkitaan nykyään paljon. Tutkimukset ovat painottuneet erityisesti pienempien rakenneosien hajoamisten tutkimiseen. Näin on saatu hyödyllistä tietoa siitä, millaisia vaikutuksia substituenteilla ja funktionaalisilla ryhmillä on molekyyliin ja sen hajoamiseen.

Tässä Pro gradu-tutkielmassa tutkittiin kaasumaisten RNA:n nukleosidien, uridiinin ja sytidiinin termistä fragmentaatiota eli hajoamista lämpötilan vaikutuksesta, kun niitä samaan aikaan ionisoitiin ultraviolettisäteilyllä. Tutkimuslaitteena käytettiin TOF- eli lentoaikamassaspektrometriä. Näytemolekyylien ionisoimiseen käytettyä ultraviolettisäteilyä tuotettiin uridiinin mittauksissa synkrotronilla ja sytidiinin mittauksissa kaasupurkauslampulla. Tutkielman tarkoituksena oli selvittää yhtäläisyyksiä näiden kahden nukleosidin fragmentaatioiden välillä.

Tuloksista huomattiin, että uridiinin terminen fragmentaatio alkaa lämpötilassa T = 125 ˚C. Ultraviolettisäteilyn vaikutuksia molekyyliin voidaan tutkia ennen termisen fragmentaation alkamista. Sytidiinin terminen fragmentaation tapahtuu niin nopeasti ja alhaisissa lämpötiloissa, että varsinaisia säteilyn vaikutuksia näytteeseen ei ehditä tarkastelemaan tällä menetelmällä. Tuloksista voidaan todeta, että nukleosidien hajoaminen ei ole suoraviivaista eikä noudata aina samaa kaavaa.