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O sistema original detecta pequenas alterações em estruturas do ADN

As pequenas alterações na estrutura do ADN foram implicadas no cancro da mama e nas outras doenças, mas foram extremamente difíceis de detectar -- até aqui.

Usando-se o que descrevem como “um nariz químico,” os químicos do beira-rio do UC podem “cheirar” quando os bits do ADN são dobrados em maneiras incomuns. Seu trabalho que projeta e que demonstra este sistema foi publicado na química da natureza do jornal.

Se uma seqüência do ADN é dobrada, poderia impedir a transcrição de um gene ligado a essa parte particular de ADN. Ou seja isto podia ter um efeito positivo silenciando um gene com o potencial causar o cancro ou promover tumores.”

Wenwan Zhong, autor do estudo e professor da química, University of California, Riverside

Inversamente, a dobradura do ADN podia igualmente ter um efeito negativo.

Do “as dobras ADN poderiam potencial manter proteínas virais da produção para minimizar a resposta imune,” Zhong disse.

Estudar como estas dobras puderam impactar seres vivos, positivamente ou negativamente, exige primeiramente cientistas detectar sua presença. Para fazer aquele, o professor Richard Hooley da química orgânica de UCR e seus colegas alteraram um conceito que fosse usado previamente para detectar outras coisas, tais como componentes químicos em vintages diferentes do vinho.

Os produtos químicos no sistema podiam ser projectados procurar quase qualquer tipo da molécula do alvo. Contudo, a maneira que o “nariz” é usado tipicamente, ele não poderia detectar o ADN. Somente uma vez que o grupo de Hooley adicionou adicional, os componentes não padronizados poderiam o nariz aspirar para fora seu alvo do ADN.

Os “seres humanos detectam cheiros inalando o ar que contem as moléculas do odor que ligam aos receptors múltiplos dentro do nariz,” Hooley explicaram. “Nosso sistema é comparável porque nós temos os receptors múltiplos capazes de interagir com as dobras que do ADN nós estamos procurando.”

O nariz químico é compor de três porções: hospede moléculas, moléculas fluorescentes do convidado, e ADN, que é o alvo. Quando as dobras desejadas estam presente, o convidado incandesce, alertando cientistas a sua presença em uma amostra.

O ADN é feito de quatro ácidos nucleicos: guanina, adenina, cytosine e thymine. Na maioria das vezes, estes ácidos formam uma estrutura de hélice dobro que assemelha-se a uma escada. as regiões Guanina-ricas dobram-se às vezes em uma maneira diferente, criando o que é chamado um G-quadruplex.

As partes do genoma que formam estas estruturas quadruplex são extremamente complexas, embora os pesquisadores do beira-rio do UC descobriram que suas dobras estão sabidas para regular a expressão genética, e elas jogam um papel chave em manter pilhas saudáveis.

Para esta experiência, os pesquisadores quiseram demonstrar que poderiam detectar um tipo específico de quadruplex compor de quatro guaninas. Fazendo assim, Zhong disse que a equipa de investigação tentará construir em seu sucesso.

“Agora nós pensamos que nós podemos fazer mais,” disse. “Há outras estruturas tridimensionais no ADN, e nós queremos compreender também aqueles.”

Os pesquisadores examinarão como as forças que danificam a influência do ADN as maneiras elas se dobram. Igualmente estudarão a dobradura do RNA porque o RNA realiza funções importantes em uma pilha.

O “RNA tem estruturas ainda mais complexas do que o ADN, e é mais difícil de analisar, mas compreender sua estrutura tem o grande potencial para a pesquisa da doença,” Zhong disse.

Source:
Journal reference:

Chen, J., et al. (2021). Selective discrimination and classification of G-quadruplex structures with a host–guest sensing array. Nature Chemistry. doi.org/10.1038/s41557-021-00647-9.