Künstliche genetische Systeme bestehend aus vergrößerten Basenpaaren

Abstract

Wir beschreiben in diesem Kurzaufsatz die Synthese, Eigenschaften und Anwendungen von künstlichen genetischen Systemen, die aus Basenpaaren bestehen, die länger sind als die Basen der natürlichen Watson‐Crick‐Architektur. Derartige Systeme werden von mehreren Arbeitsgruppen untersucht, um fundamentale chemische Fragen bezüglich der Funktion der genetischen Speichersysteme und somit des Ursprungs und der Entwicklung des Lebens zu erforschen. Beispielsweise, ist die irdische DNA‐Struktur die einzig mögliche oder können andere Architekturen genauso funktionieren? Das Arbeiten jenseits der Beschränkungen der Purin‐Pyrimidin‐Geometrie ermöglicht mehr chemische Flexibilität im Design, und die zusätzliche Größe ergänzt das System um nützliche Eigenschaften wie hohe Bindungsaffinität, Helix‐Stabilität sowie Fluoreszenz. Diese Eigenschaften sind nützlich für die Untersuchung von fundamentalen biochemischen Fragestellungen sowie für die Entwicklung neuer biotechnologischer, biomedizinischer und nanostruktureller Werkzeuge und Methoden.

Heterogeneous Pyrophosphate‐Linked DNA–Oligonucleotides: Aversion to DNA but Affinity for RNA

“…[18,19] As support for this argument, expanding the six-bond-repeat unit to as even-bond repeat with peptide nucleic acid backbones is known to increase affinity to RNA over that to DNA. [20] Moreover, the increased incorporation of pp-linkages is thought to lead to an increasei n the diameter of the duplex (Figure 4), whichw ould mitigate the electrostatic charge repulsion introduced by the pyrophosphate moiety.T hat such an expansion of the diameter of ON duplexes is possible has been demonstrated by Kool and Winnacker through the introduction of extended bases, [21] which show increased thermal stability of the duplex-not only from stacking, but also from decreased electrostatic repulsion due to increased distance between the two strands. [22] Second, the pronounced backbone-base inclination (between the sugarphosphate backboneand single bases or base pairs) [23] of pyrophosphate sequences matches the inclination of RNA (Figure 1A), due to the gauche preference of pyrophosphate esters.…”