Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Սինթետիկ պոլինուկլեոտիդների հետ էթիդիում բրոմիդի կապման առանձնահատկությունները

Մինասյանց, Միքայել Վահանի (2016) Սինթետիկ պոլինուկլեոտիդների հետ էթիդիում բրոմիդի կապման առանձնահատկությունները. PhD thesis, ԵՊՀ.

[img] PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (579Kb)
    [img] PDF (Thesis)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (2065Kb)

      Abstract

      Регуляция работы генов осуществляется посредством взаимодействия лигандов различной природы с ДНК. Лиганды служат тем инструментом живой клетки, который позволяет сохранять, проявлять и своевременно востребовать генетическую информацию. Лиганды играют ключевую роль при трансляции генетической информации, в результате которой и возникает сложная упорядоченность структур и процессов в живой клетке (Нечипуренко, 2015). Влияние различных факторов на структуру и структурные переходы ДНК исследовано достаточно хорошо, в то время как однотипные последовательности мало изучены. Тем не менее, однотипные нуклеотидные последовательности в природных ДНК могут иметь важное и определяющее значение на ее функционирование при связывании с лигандами. С этой точки зрения, исследование взаимодействия лигандов с синтетическими полинуклеотидами является актуальным. Более того, эти вопросы представляют особую важность, так как помимо одноцепочечной и двухцепочечной структур, ДНК может приобрести третичную или четвертичную структуру в виде различных образований, в том числе трех и четырехцепочечных структур. Эти неканонические структуры могут образовываться только в определенных последовательностях. Вопросы понимания функционирования ДНК могут быть успешно рассмотрены также с позиции влияния различных низкомолекулярных веществ на ее структуру и функции (Lane & Jenkins 2000). Этот вопрос актуален, поскольку ДНК в клетке находится в окружении различных неорганических и органических молекул, которые непосредственно или опосредовано влияют на ее пространственную структуру, тем самым, стимулируют или подавляют ее функциональную активность (Lin et al. 2015, Deng et al. 2014). Более того, некоторые лиганды являются подходящими сенсорами для обнаружения ДНК в различных образцах, в которых она присутствует в наномолярных концентрациях. При этом, можно разделить различные участки ДНК вплоть до фрагментов, содержащих всего 100 пар оснований (Jung et al. 2015). Աշխատանքում առաջարկված է մաթեմատիկական մոդել, որը թույլ է տալիս հայտնաբերել իզոբեստիկ կետ (ԻԿ) ԴՆԹ-լիգանդ կոմպլեքսների կլանման սպեկտրներում: Առաջարկված մոդելի միջոցով վերլուծվել են ԴՆԹ-ԷԲ կոմպլեքսների կլանման սպեկտրները և հաստատվել է ԻԿ-ի գոյությունը այդ սպեկտրներում, ինչպես նաև մեծ ճշգրտությամբ որոշվել է այդ կետին համապատասխանող ալիքի երկարությունը: Նաև ցույց է տրվել, որ ԴՆԹ-ՄԿ կոմպլեքսների կլանման սպեկտրներում ձևավորվում է կեղծ իզոբեստիկ կետ: Աշխատանքում ուսումնասիրվածեն տարբեր ազոտային հիմքեր պարունակող սինթետիկ պոլինուկլեոտիդների հետ ԷԲ-ի փոխազդեցության առանձնահատկությունները: Բացահայտվել է, որ ադենինային և թիմինային ազոտային հիմքերով նուկլեոտիդներից կազմված պոլինուկլեոտիդները ունեն տարբեր կառուցվածքներ, եթե դրանց նուկլեոտիդային հաջորդականու-թյունները տարբեր են, ինչը պայմանավորում է դրանց հետ լիգանդի կապման բնույթը: Այսպես, ստացված տվյալներից բացահայտվում է, որ երկշղթա poly[d(A-T)]-poly[d(A-T)]-ի հետ ԷԲ-ը կապվում է առնվազն երեք եղանակներով՝ ինտերկալյացիոն, կիսաինտերկալյացիոն և էլեկտրաստատիկ, մինչդեռ poly(dA)-poly(dТ)-ի հետ այդ լիգանդը կապվում է երկու եղանակներով՝ ինտերկալյացիոն և կիսաինտերկալյացիոն: Ընդ որում, այդ երկու պոլինուկլեոտիդների հետ միևնույն մեխանիզմով կապման հաստատունների արժեքները տարբերվում են. poly(dA)-poly(dТ)-ի դեպքում К-ի արժեքը ավելի փոքր է, քան poly[d(A-T)]-poly[d(A-T)]-ի դեպքում: Այս փաստը պայմանավորված է նրանով, որ poly(dA)-poly(dТ)-ն ավելի հիդրատացված է, որի հետևանքով ունի ավելի կոշտ կառուցվածք, քան poly[d(A-T)]-poly[d(A-T)]-ն, ինչն էլ դժվարացնում է ինտերկալյատորի մոլեկուլների ներթափանցումը հիմքերի զույգերի հարթությունների մեջ: Poly(dA)-poly(dТ)-ի մյուս առանձնահատկությունը կայանում է նրանում, որ դրա հետ ԷԲ-ի թույլ, էլեկտրաստատիկ մեխանիզմով փոխազդեցությունը չի հայտնաբերվում: In this work the mathematical model has been suggested which permits revealing an isosbestic point (IP) on the absorption spectra of DNA-ligand complexes. The absorption spectra of DNA-EtBr complexes were analyzed through the suggested model and it was maintained the existance of IP on these spectra, as well as the wavelength corresponding to this point was determined with high precision. It was also shown that the pseudo-isosbestic point is appeared on the absorption spectra of DNA-MB complexes. In this work the peculiarities of EtBr interaction with synthetic polynucleotides containing different azotic bases have been studied. It was revealed that the polynucleotides consisting of nucleotides with adenine and thymine azotic bases have different structures when their nucleotide sequences are different, which conditions their binding character with ligands. Thus, it is shown from the obtained data that EtBr binds to double-stranded poly[d(A-T)]-poly[d(A-T)] at least by three modes – intercalation, semi-intercalation and electrostatic, while it binds to poly(dA)-poly(dT) by two modes – intercalation and semi-intercalation. Moreover, values of the binding constants of this ligand to both polynucleotides with the same mechanism differ: in the case of poly(dA)-poly(dT) the value of K is less than in the case of poly[d(A-T)]-poly[d(A-T)]. This is conditioned by the fact that poly(dA)-poly(dT) is more hydrated due to which it has more rigid structure than poly[d(A-T)]-poly[d(A-T)] which in turn hinders the permeation into spaces between base pairs. Another peculiarity of poly(dA)-poly(dT) is that the interaction with EtBr by electrostatic mechanism is not revealed.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Սինթետիկ պոլինուկլեոտիդների հետ էթիդիում բրոմիդի կապման առանձնահատկությունները: Features of ethidium bromide binding with synthetic polynucleotides.
      Uncontrolled Keywords: Մինասյանց Միքայել Վահանի, Minasyants Mikayel
      Subjects: Physics
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 26 Oct 2016 12:04
      Last Modified: 28 Oct 2016 11:54
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/3698

      Actions (login required)

      View Item