نظير الحمض النووي

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 14 صور
الموسوعة الحرة

نظائر الأحماض النووية هي مركبات تشبه في تركيبها الحمض النووي الريبي (RNA ) والحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين ( DNA) الموجودين في الطبيعة ، وذلك من خلال استبدال أي من مكوناتهما من السكر والفوسفات والقواعد النيتروجينية. وتُستخدم هذه النظائر في الطب وأبحاث البيولوجيا الجزيئية.

ملخص

الحمض النووي الريبي (RNA) مع قواعده النيتروجينية على اليسار والحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) على اليمين.

الأحماض النووية سلاسل من النيوكليوتيدات، تتكون من ثلاثة أجزاء: هيكل أساسي يتألف من سكر خماسي، إما ريبوز أو ديوكسي ريبوز ، مرتبط بمجموعات فوسفات ؛ وقاعدة نووية واحدة من أربع قواعد . قد تحتوي النظائر على أي من هذه الأجزاء مُعدّلة. [ 1 ] عادةً ما تُضفي القواعد النووية النظيرة، من بين أمور أخرى، خصائص مختلفة في اقتران القواعد وتراصها. تشمل الأمثلة القواعد العالمية، التي يمكنها الاقتران مع جميع القواعد الأربعة المتعارف عليها، ونظائر الهيكل الأساسي من سكر الفوسفات مثل PNA ، التي تؤثر على خصائص السلسلة (يمكن لـ PNA حتى تكوين حلزون ثلاثي ). [ 2 ]

نظائر العمود الفقري

قد تحتوي نظائر الأحماض النووية على استبدالات في العمود الفقري لمكونات السكر أو الفوسفات، أو لكليهما.

تقترح نظرية البوليمرات الإلكتروليتية للجين أن الجزيء الجيني يحتاج إلى هيكل أساسي مشحون لكي يعمل.

بدائل السكر

تتفاعل مجموعة الهيدروكسيل في الموقع 2' من الريبوز مع مجموعة الهيدروكسيل المرتبطة بالفوسفات في الموقع 3'، مما يجعل الحمض النووي الريبوزي (RNA) غير مستقر للغاية بحيث لا يمكن استخدامه أو تصنيعه بشكل موثوق. وللتغلب على هذه المشكلة، يمكن استخدام نظير للريبوز. ومن أكثر نظائر الحمض النووي الريبوزي شيوعًا: الحمض النووي الريبوزي المُستبدل بمجموعة ميثيل في الموقع 2'، والحمض النووي المُقفل (LNA) أو الحمض النووي المُجسّر (BNA)، والحمض النووي الببتيدي (PNA)، بالإضافة إلى الأحماض النووية الجليكولية (GNA)، والأحماض النووية الثريوزية (TNA)، والأحماض النووية الهكسيتولية (HNA).

على الرغم من أن هذه النيوكليوتيدات قليلة العدد تحتوي على سكر أساسي مختلف - أو، في حالة PNA، بقايا حمض أميني بدلاً من فوسفات الريبوز - فإنها لا تزال ترتبط بالحمض النووي الريبي (RNA) أو الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) وفقًا لآلية اقتران واتسون وكريك، مع كونها محصنة ضد نشاط النيوكلياز. لا يمكن تصنيعها إنزيميًا، ولا يمكن الحصول عليها إلا صناعيًا باستخدام استراتيجية الفوسفوراميديت ، أو، بالنسبة لـ PNA، باستخدام طرق أخرى لتخليق الببتيدات .

تُستخدم ثنائيات ديوكسي نيوكليوتيدات في عملية التسلسل . تحتوي هذه النيوكليوسيدات ثلاثية الفوسفات على سكر غير نمطي، هو ثنائي ديوكسي ريبوز، الذي يفتقر إلى مجموعة الهيدروكسيل 3' الموجودة عادةً في الحمض النووي DNA، وبالتالي لا يمكنه الارتباط بالقاعدة التالية. يؤدي غياب مجموعة الهيدروكسيل 3' إلى إنهاء تفاعل السلسلة، حيث تخطئ بوليميرازات الحمض النووي DNA في التعرف عليه، فتظنه ديوكسي ريبونوكليوتيدًا عاديًا.

يُعرف نظير آخر لإنهاء سلسلة الحمض النووي الريبوزي، يفتقر إلى مجموعة الهيدروكسيل في الموقع 3' ويحاكي الأدينوزين ، باسم الكورديسيبين . الكورديسيبين دواء مضاد للسرطان يستهدف تضاعف الحمض النووي الريبوزي . يُستخدم نظير آخر في التسلسل، وهو نظير قاعدة نووية يُسمى 7-ديأزا-GTP، لتسلسل المناطق الغنية بالـ CG، بينما يُعرف 7-ديأزا-ATP باسم التوبيرسيدين ، وهو مضاد حيوي.

تمثل الأحماض النووية الغريبة أحد الركائز الأساسية لعلم الأحياء الغريبة ، وهو تصميم أشكال جديدة للحياة على الطبيعة تعتمد على الكيمياء الحيوية البديلة.

نظائر الفوسفات

تشمل نظائر الفوسفات الأحماض النووية الفوسفوروثيواتية والأحماض النووية الفوسفورودياميداتية .

كلاهما

التركيب الكيميائي للمورفولينو

تستبدل الأحماض النووية المورفولينية السكر بمكون المورفولين ، والفوسفات بمكون الفوسفورودياميدات . [ 3 ] [ 4 ]

ميرافيرسن هو دواء مرشح مضاد للجينات ، يحتوي على مكونات سكرية من الحمض النووي المقفل ومجموعات فوسفوروثيوات . [ 5 ] [ 6 ]

نظائر القاعدة

يمكن تقسيم القواعد الموجودة في الطبيعة إلى فئتين وفقًا لبنيتها:

  • البيريميدينات هي مركبات حلقية غير متجانسة سداسية الأعضاء تحتوي على ذرات نيتروجين في الموضعين 1 و 3.
  • البيورينات هي مركبات ثنائية الحلقة، تتكون من بيريميدين ملتحم بحلقة إيميدازول.

تم إدخال نيوكليوتيدات اصطناعية ( أزواج قواعد غير طبيعية تُسمى d5SICS UBP و dNaM UBP ) في الحمض النووي البكتيري، لكن هذه الجينات لم تُشكّل قالبًا لـ mRNA أو تُحفّز تخليق البروتين. تتميز النيوكليوتيدات الاصطناعية بحلقتين عطريتين مُلتحمتين تُشكّلان مُركّبًا (d5SICS–dNaM) يُحاكي زوج القواعد الطبيعي (dG–dC). [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]

الطفرات

يُعدّ 5-برومويوراسيل (5BU) أحد أكثر نظائر القواعد شيوعًا ، وهو القاعدة الشاذة الموجودة في نظير النيوكليوتيد المُطفر BrdU. عند دمج نيوكليوتيد يحتوي على 5-برومويوراسيل في الحمض النووي، فإنه غالبًا ما يرتبط بالأدينين؛ ومع ذلك، يمكن أن يتحول تلقائيًا إلى متماثل آخر يرتبط بقاعدة نووية مختلفة ، وهي الجوانين . إذا حدث هذا أثناء تضاعف الحمض النووي، فسيتم إدخال الجوانين كنظير القاعدة المعاكس، وفي عملية التضاعف التالية، سيرتبط هذا الجوانين بالسيتوزين. ينتج عن ذلك تغيير في زوج واحد من قواعد الحمض النووي، وتحديدًا طفرة انتقالية .

بالإضافة إلى ذلك، يُعد حمض النيتروز (HNO₂ ) مُطفرًا قويًا يؤثر على الحمض النووي (DNA) أثناء التضاعف وعدم التضاعف. يُمكنه أن يُسبب نزع مجموعة الأمين من الأدينين والجوانين والسيتوزين. يتحول الأدينين من مجموعة الأمين إلى هيبوكسانثين ، الذي يرتبط بالسيتوزين بدلًا من الثايمين. يتحول السيتوزين من مجموعة الأمين إلى يوراسيل، الذي يرتبط بالأدينين بدلًا من الجوانين. لا يُعد نزع مجموعة الأمين من الجوانين مُطفرًا. كما يُحفز حمض النيتروز الطفرات التي تعود إلى النمط البري.

الفلوروفورات

بنية أمينوأليل-يوريدين

ترتبط الفلوروفورات عادةً (مثل الرودامين أو الفلورسين ) بالحلقة المرتبطة بالسكر (في الوضع بارا) عبر ذراع مرن، يُفترض أنه يمتد من الأخدود الرئيسي للحلزون. ونظرًا لانخفاض قدرة بوليميراز Taq على معالجة النيوكليوتيدات المرتبطة بجزيئات ضخمة مثل الفلوروفورات ، يتم نسخ التسلسل عادةً باستخدام نيوكليوتيد ذي ذراع، ثم يُربط لاحقًا بفلوروفور تفاعلي (وسم غير مباشر).

  • تفاعلية الأمين: تحتوي نيوكليوتيدات الأمينوأليل على مجموعة أمينية أولية على رابط تتفاعل مع الصبغة التفاعلية للأمين مثل السيانين أو أصباغ أليكسا فلور ، التي تحتوي على مجموعة مغادرة تفاعلية مثل إستر سكسينيميديل (NHS). لا تتأثر مجموعات الأمين التي تُكوّن أزواج القواعد.
  • تفاعل الثيول: تتفاعل النيوكليوتيدات المحتوية على الثيول مع الفلوروفور المرتبط بمجموعة مغادرة تفاعلية مثل ماليميد.
  • تعتمد النيوكليوتيدات المرتبطة بالبيوتين على نفس مبدأ الوسم غير المباشر (والستربتافيدين الفلوري) وتستخدم في رقائق الحمض النووي Affymetrix .

تجد الفلوروفورات استخدامات متنوعة في الطب والكيمياء الحيوية.

يُعدّ 2-أمينوبورين (2-AP) أكثر نظائر القواعد الفلورية استخدامًا وتوفرًا تجاريًا، ويتميز بعائد كمي فلوري عالٍ في المحلول (0.68)، والذي ينخفض ​​بشكل ملحوظ (حوالي 100 ضعف، ولكنه يعتمد بشكل كبير على تسلسل القواعد) عند دمجه في الأحماض النووية. [ 10 ] وتتشارك نظائر قواعد فلورية أخرى واعدة ومفيدة، مثل 3-MI و6-MI و6-MAP، [ 11 ] وبيرولو-dC (المتوفر تجاريًا أيضًا)، [ 12 ] ومشتقات بيرولو-dC المعدلة والمحسّنة، [ 13 ] والقواعد المعدلة بالفيوران، [ 14 ] وغيرها الكثير (انظر المراجعات الحديثة)، حساسية انبعاث 2 - AP للمحيط المباشر. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] وقد تم استخدام هذه الحساسية للبيئة الدقيقة في دراسات على سبيل المثال البنية والديناميكيات داخل كل من الحمض النووي DNA والحمض النووي RNA، وديناميكيات وحركية تفاعل الحمض النووي DNA مع البروتين ونقل الإلكترون داخل الحمض النووي DNA.

تُعدّ عائلة السيتوزين ثلاثية الحلقات مجموعةً حديثةً ومثيرةً للاهتمام من نظائر القواعد الفلورية، تتميّز بانخفاض حساسيتها الكمية للفلورة تجاه محيطها المباشر. يمتلك مركب 1,3-ديازا-2-أوكسوفينوثيازين، tC، عائدًا كميًا للفلورة يبلغ حوالي 0.2 في كلٍّ من السلاسل المفردة والمزدوجة، بغض النظر عن القواعد المحيطة به. [ 20 ] [ 21 ] كما يمتلك نظير الأوكسو لـ tC، المسمى tC₂O ( وكلاهما متوفر تجاريًا)، وهو 1,3-ديازا-2-أوكسوفينوكسازين، عائدًا كميًا يبلغ 0.2 في الأنظمة ذات السلاسل المزدوجة. [ 22 ] مع ذلك، فهو حساسٌ نوعًا ما للقواعد المحيطة به في السلاسل المفردة (عوائد كمية تتراوح بين 0.14 و0.41). تتميز هذه النظائر القاعدية بعوائد كمية عالية ومستقرة، مما يجعلها شديدة السطوع. وبالإضافة إلى خصائصها الجيدة كنظائر قاعدية (حيث لا تؤثر على بنية الحمض النووي واستقراره تقريبًا)، فإنها تُعدّ مفيدة بشكل خاص في قياسات تباين التألق ونقل طاقة الرنين الفلوري (FRET)، وهي مجالات تكون فيها نظائر القواعد الفلورية الأخرى أقل دقة. كما تم تطوير نظير قاعدة مستقبل لـ FRET، وهو tC nitro ، ضمن نفس عائلة نظائر السيتوزين. [ 23 ] ويُشكّل هذا، إلى جانب tC O كمانح لـ FRET، أول زوج FRET لنظائر قواعد الأحماض النووية يتم تطويره على الإطلاق. وقد استُخدمت عائلة tC، على سبيل المثال، في دراسات متعلقة بآليات ارتباط بوليميراز الحمض النووي وبلمرة الحمض النووي.

قواعد طبيعية غير قانونية

تحتوي الخلية على العديد من القواعد غير التقليدية: جزر CpG في الحمض النووي (غالبًا ما تكون مثيلة)، وجميع جزيئات mRNA حقيقية النواة (المغطاة بمجموعة ميثيل-7-جوانوزين)، والعديد من قواعد rRNA (المثيلة). غالبًا ما تخضع جزيئات tRNA لتعديلات مكثفة بعد النسخ لتحسين بنيتها أو اقتران قواعدها، لا سيما في منطقة الكودون المضاد أو بالقرب منها: يمكن للإينوزين أن يقترن مع السيتوزين (C) واليوراسيل (U) وحتى الأدينين (A)، بينما يُعد الثيويوريدين (مع الأدينين) أكثر تحديدًا من اليوراسيل (مع البيورين). [ 24 ] تشمل تعديلات قواعد tRNA الشائعة الأخرى: اليوريدين الكاذب (الذي يُعطي اسمه لحلقة TΨC )، وثنائي هيدرويوريدين (الذي لا يتراص لأنه ليس عطريًا)، والكيوزين، والويوزين، وما إلى ذلك. مع ذلك، تُعد هذه جميعها تعديلات على قواعد طبيعية، ولا يتم إدخالها بواسطة بوليميراز. [ 24 ]

اقتران القواعد

قد تحتوي القواعد النيتروجينية على مجموعة كربونيل أو أمين على ذرات الكربون المحيطة بذرة النيتروجين الأبعد عن الرابطة الجليكوسيدية، مما يسمح لها بتكوين أزواج قاعدية (تزاوج واتسون-كريك) عبر روابط هيدروجينية (الأمين مع الكيتون، والبيورين مع البيريميدين). يحتوي الأدينين و2-أمينوأدينين على مجموعة أمين واحدة أو اثنتين، بينما يحتوي الثايمين على مجموعتي كربونيل، أما السيتوزين والجوانين فهما مزيج من الأمين والكربونيل (معكوسان بالنسبة لبعضهما البعض).

أزواج القواعد الطبيعية
يشكل زوج القاعدة GC: كربونيل/أمين البيورين ثلاث روابط هيدروجينية بين الجزيئات مع أمين/كربونيل البيريميدينيشكل زوج القاعدة AT: أمين البيورين/- رابطتين هيدروجينيتين بين الجزيئات مع كربونيل البيريميدين/كربونيل

لا يزال السبب الدقيق لوجود أربعة نيوكليوتيدات فقط محل نقاش، ولكن توجد عدة احتمالات غير مستخدمة. علاوة على ذلك، لا يُعد الأدينين الخيار الأمثل لتكوين أزواج القواعد: ففي العاثية الزرقاء S-2L، يُستخدم ثنائي أمينوبورين (DAP) بدلاً من الأدينين. [ 25 ] يرتبط ثنائي أمينوبورين ارتباطًا وثيقًا بالثايمين لأنه مطابق للأدينين، ولكنه يحتوي على مجموعة أمينية في الموضع 2، مما يُشكل 3 روابط هيدروجينية داخلية، مُزيلًا بذلك الفرق الرئيسي بين نوعي أزواج القواعد (AT ضعيف مقابل CG قوي). يؤثر هذا الاستقرار المُحسّن على تفاعلات ارتباط البروتين التي تعتمد على هذه الاختلافات. تشمل التركيبات الأخرى ما يلي:

  • يُعدّ كلٌّ من إيزوجوانين وإيزوسيتوزين من القواعد النيتروجينية التي تنعكس فيها مجموعتا الأمين والكيتون مقارنةً بالجوانين والسيتوزين القياسيين. لا يُستخدمان على الأرجح لأنّ المتصاوغات التوتوميرية تُشكّل مشكلةً في اقتران القواعد، ولكن يمكن تضخيم إيزوسيتوزين وإيزوسيتوزين بشكل صحيح باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) حتى في وجود القواعد النيتروجينية الأربعة الأساسية. [ 26 ]
  • يرتبط ثنائي أمينوبيريميدين والزانثين بروابط مشابهة لـ 2-أمينوأدينين والثايمين، ولكن ببنية معكوسة. لا يُستخدم هذا الزوج لأن الزانثين ناتج عن عملية نزع الأمين.
ترتيبات إصلاح القاعدة غير المستخدمة
قاعدة DAP-T: يشكل أمين البيورين/أمين ثلاث روابط هيدروجينية بين الجزيئات مع كيتون البيريميدين/كيتونقاعدة X-DAP: يشكل كيتون البيورين/كيتون ثلاث روابط هيدروجينية بين الجزيئات مع أمين البيريميدين/أمينقاعدة iG-iC: يشكل أمين/كيتون البيورين ثلاث روابط هيدروجينية بين الجزيئات مع كيتون/أمين البيريميدين

مع ذلك، يمكن أن تتشكل بنية الحمض النووي الصحيحة حتى عندما لا ترتبط القواعد بروابط هيدروجينية؛ أي أن القواعد ترتبط بفضل خاصية كراهية الماء، كما أظهرت الدراسات باستخدام نظائر الحمض النووي (نظائر لها نفس عدد الذرات) مثل نظير الثايمين 2،4-ثنائي فلورو تولوين (F) أو نظير الأدينين 4-ميثيل بنزيميدازول (Z). [ 27 ] ويمكن أن يكون الزوج الكاره للماء البديل هو إيزوكينولين وبيرولو[2،3-ب]بيريدين. [ 28 ]

أزواج القواعد الأخرى الجديرة بالذكر:

  • كما تم تصنيع العديد من القواعد الفلورية، مثل زوج قاعدة 2-أمينو-6-(2-ثينيل)بيورين وبيرول-2-كربالدهيد. [ 29 ]
  • القواعد المنسقة مع المعادن، مثل الاقتران بين بيريدين-2،6-ثنائي الكربوكسيلات (رابط ثلاثي السن) والبيريدين (رابط أحادي السن) من خلال التنسيق المربع المستوي مع أيون النحاس المركزي. [ 30 ]
  • قد ترتبط القواعد العامة بشكل عشوائي مع أي قاعدة أخرى، ولكنها عمومًا تخفض درجة انصهار التسلسل بشكل ملحوظ؛ ومن أمثلتها مشتقات 2'-ديوكسي إينوزين (هيبوكسانثين ديوكسي نيوكليوتيد)، ونظائر النيتروزول، والقواعد العطرية الكارهة للماء التي لا تُكوّن روابط هيدروجينية (تأثيرات تكديس قوية). تُستخدم هذه القواعد كإثبات للمفهوم، وعمومًا لا تُستخدم في البادئات المتغيرة (وهي خليط من البادئات).
  • يتضاعف عدد أزواج القواعد الممكنة عند النظر إلى الحمض النووي الموسع (xDNA ). يحتوي الحمض النووي الموسع على قواعد موسعة، حيث أُضيفت حلقة بنزين، والتي قد تتزاوج مع القواعد المتعارف عليها، مما ينتج عنه أربعة أزواج قواعد إضافية محتملة (xA-T، xT-A، xC-G، xG-C) مع ثماني قواعد (أو 16 قاعدة إذا استُخدمت الترتيبات غير المستخدمة). يُعد الحمض النووي الصبغي (yDNA) شكلاً آخر من أشكال القواعد المُضافة إليها البنزين، حيث تتسع القاعدة بفعل البنزين. [ 31 ]
أزواج قواعد جديدة ذات خصائص خاصة
قاعدة FZ: لا يشكل ميثيل بنزيميدازول روابط هيدروجينية بين الجزيئات مع التولوين F/Fقاعدة S-Pa: يشكل ثينيل/أمين البيورين ثلاث روابط هيدروجينية بين الجزيئات مع البيرول/الكربالدهيدقاعدة xA-T: نفس الرابطة مثل AT

أزواج القواعد المعدنية

في عملية اقتران القواعد المعدنية، تُستبدل روابط واتسون-كريك الهيدروجينية بتفاعل بين أيون معدني ونيوكليوسيدات تعمل كروابط. تشمل الأشكال الهندسية الممكنة للمعدن، والتي تسمح بتكوين جزيء مزدوج من النيوكليوسيدات ثنائية التنسيق حول ذرة معدنية مركزية ، الأشكال رباعية الأوجه ، وثنائية عشرية الأوجه ، ومربعة مستوية . يمكن أن يحدث ارتباط المعدن بالحمض النووي DNA من خلال تكوين أزواج قواعد غير تقليدية من القواعد النيتروجينية الطبيعية بمشاركة أيونات معدنية، وكذلك من خلال استبدال ذرات الهيدروجين التي تُشكل جزءًا من اقتران قواعد واتسون-كريك بأيونات معدنية. [ 32 ] وقد أظهر إدخال أيونات معدنية في جزيء DNA مزدوج خصائص مغناطيسية [ 33 ] أو موصلة محتملة، [ 34 ] بالإضافة إلى زيادة الاستقرار. [ 35 ]

ثبت حدوث تكوين معقدات معدنية بين القواعد النيتروجينية الطبيعية . ومن الأمثلة الموثقة جيدًا تكوين معقد T-Hg-T، الذي يتضمن قاعدتي ثايمين منزوع البروتون ، حيث يتم جمعهما معًا بواسطة أيون الزئبق (Hg²⁺ ) لتكوين زوج قاعدي معدني متصل. [ 36 ] لا يسمح هذا النمط بتكديس أيونات الزئبق (Hg²⁺ ) في جزيء مزدوج، نظرًا لتفضيل عملية تكوين بنية حلقية داخلية على تكوين الجزيء المزدوج. [ 37 ] لا يشكل ثايمينان متقابلان زوجًا قاعديًا من نوع واتسون-كريك في جزيء مزدوج؛ وهذا مثال على تثبيت عدم تطابق زوج واتسون-كريك القاعدي بتكوين الزوج القاعدي المعدني. ومن الأمثلة الأخرى على تكوين معقدات معدنية مع القواعد النيتروجينية الطبيعية تكوين معقدات A-Zn-T وG-Zn-C عند درجة حموضة عالية؛ كما يشكل أيون الكوبالت (Co²⁺ ) والنيكل (Ni²⁺ ) هذه المعقدات أيضًا. هذه أزواج قواعد واتسون-كريك حيث يرتبط الكاتيون ثنائي التكافؤ بالقواعد النيتروجينية. ولا يزال الارتباط الدقيق محل نقاش. [ 38 ]

طُوِّرت مجموعة واسعة من القواعد النيتروجينية الاصطناعية لاستخدامها كأزواج قواعد معدنية. تتميز هذه القواعد النيتروجينية المُعدَّلة بخصائص إلكترونية وأحجام وقوى ارتباط قابلة للتعديل، ما يسمح بتحسينها لتناسب معدنًا مُحددًا. على سبيل المثال، أظهر نيوكليوزيد مُعدَّل ببيريدين-2،6-ثنائي الكربوكسيلات ارتباطًا قويًا بأيون النحاس الثنائي (Cu²⁺) ، بينما ترتبط به أيونات ثنائية التكافؤ أخرى ارتباطًا ضعيفًا. يُعزى هذا الانتقاء إلى خاصية التناسق الثلاثي. يُشبع موقع التنسيق الرابع على النحاس بقاعدة نيتروجينية من البيريدين مُرتبة بشكل مُعاكس. [ 39 ] يُعد نظام اقتران القواعد المعدنية غير المتماثل مُتعامدًا مع أزواج قواعد واتسون-كريك. مثال آخر على القواعد النيتروجينية الاصطناعية هو تلك التي تحتوي على قواعد هيدروكسي بيريدون النيتروجينية، القادرة على الارتباط بأيون النحاس الثنائي (Cu²⁺) داخل جزيء الحمض النووي المزدوج. دُمجت خمسة أزواج متتالية من قواعد النحاس-هيدروكسي بيريدون في خيط مزدوج، مُحاطة بقاعدة نيتروجينية طبيعية واحدة فقط من كلا الطرفين. أظهرت بيانات الرنين المغناطيسي الإلكتروني أن المسافة بين مراكز النحاس تُقدّر بـ 3.7 ± 0.1 أنغستروم، بينما يبلغ طولها في جزيء الحمض النووي المزدوج الطبيعي من النوع B حوالي 3.4 أنغستروم. [ 40 ] ويكمن الدافع وراء تكديس أيونات المعادن داخل جزيء الحمض النووي المزدوج في الأمل بالحصول على أسلاك معدنية نانوية ذاتية التجميع، إلا أن هذا لم يتحقق بعد.

زوج القاعدة غير الطبيعي (UBP)

الزوج القاعدي غير الطبيعي (UBP) هو وحدة فرعية (أو قاعدة نووية ) مصممة من الحمض النووي DNA ، تُصنع في المختبر ولا توجد في الطبيعة. في عام 2012، نشر فريق من العلماء الأمريكيين بقيادة فلويد رومسبيرغ، عالم الأحياء الكيميائية في معهد سكريبس للأبحاث في سان دييغو، كاليفورنيا، أن فريقه صمم زوجين قاعديين غير طبيعيين أطلق عليهما اسمي d5SICS و dNaM . [ 41 ] وبشكل أكثر دقة، تتميز هذه النيوكليوتيدات الاصطناعية، التي تحمل قواعد نووية كارهة للماء، بحلقتين عطريتين ملتحمتين تُشكلان مُركب d5SICS–dNaM أو زوجًا قاعديًا في الحمض النووي DNA. [ 9 ] [ 42 ] في عام 2014، أفاد الفريق نفسه أنه قام بتخليق بلازميد يحتوي على أزواج قاعدية طبيعية من نوع TA وCG بالإضافة إلى الزوج القاعدي غير الطبيعي الأفضل أداءً الذي صممه مختبر رومسبيرغ، وأدخله في خلايا بكتيريا الإشريكية القولونية الشائعة ، والتي نجحت في نسخ الأزواج القاعدية غير الطبيعية عبر أجيال متعددة. [ 43 ] هذا هو أول مثال معروف لكائن حي ينقل شفرة وراثية موسعة إلى الأجيال اللاحقة. [ 9 ] [ 44 ] وقد تحقق ذلك جزئيًا بإضافة جين طحلبي داعم يُعبّر عن ناقل ثلاثي فوسفات النيوكليوتيدات ، والذي يستورد بكفاءة ثلاثي فوسفات كل من d5SICSTP وdNaMTP إلى بكتيريا الإشريكية القولونية . [ 9 ] بعد ذلك، تستخدم مسارات التضاعف البكتيرية الطبيعية هذه الجزيئات لتضاعف البلازميد الذي يحتوي على d5SICS–dNaM بدقة.

يُعدّ إدخال زوج قاعدي ثالث بنجاح إنجازًا هامًا نحو هدف توسيع عدد الأحماض الأمينية التي يمكن ترميزها بواسطة الحمض النووي (DNA) بشكل كبير، من 20 حمضًا أمينيًا حاليًا إلى 172 حمضًا أمينيًا نظريًا، مما يُعزز قدرة الكائنات الحية على إنتاج بروتينات جديدة . [ 43 ] في السابق، لم تكن سلاسل الحمض النووي الاصطناعية تُشفّر أي شيء، لكن العلماء تكهنوا بإمكانية تصميمها لإنتاج بروتينات جديدة ذات استخدامات صناعية أو صيدلانية. [ 45 ] وقد تحققت بالفعل عملية نسخ الحمض النووي الذي يحتوي على أزواج قواعد غير طبيعية وترجمة الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) المقابل مؤخرًا. في نوفمبر 2017، أعلن الفريق نفسه في معهد سكريبس للأبحاث ، الذي أدخل لأول مرة قاعدتين نوويتين إضافيتين في الحمض النووي البكتيري، عن بناء بكتيريا الإشريكية القولونية شبه الاصطناعية القادرة على إنتاج البروتينات باستخدام هذا الحمض النووي. احتوى حمضها النووي على ست قواعد نووية مختلفة : أربع قواعد نووية أساسية واثنتان مضافتان اصطناعيًا، هما dNaM وdTPT3 (تشكل هاتان القاعدتان زوجًا). احتوت البكتيريا على قاعدتين RNA متناظرتين ضمن كودونين جديدين، بالإضافة إلى جزيئات tRNA إضافية تتعرف على هذين الكودونين الجديدين (احتوت جزيئات tRNA هذه أيضًا على قاعدتين RNA جديدتين ضمن مضادات الكودون الخاصة بها)، وأحماض أمينية إضافية، مما مكّن البكتيريا من تصنيع بروتينات "غير طبيعية". [ 46 ] [ 47 ]

حققت مجموعة إيشيرو هيراو في معهد ريكين باليابان إنجازًا آخر في مجال أزواج القواعد غير الطبيعية. ففي عام 2002، طوروا زوجًا قاعديًا غير طبيعي بين 2-أمينو-8-(2-ثينيل)بيورين (s) وبيريدين-2-ون (y)، يعمل في المختبر في عمليتي النسخ والترجمة، لإدخال الأحماض الأمينية غير القياسية في مواقع محددة ضمن البروتينات. [ 48 ] وفي عام 2006، ابتكروا 7-(2-ثينيل)إيميدازو[4,5-b]بيريدين (Ds) وبيرول-2-كربالدهيد (Pa) كزوج قاعدي ثالث للتضاعف والنسخ. [ 49 ] بعد ذلك، تم اكتشاف Ds و4-[3-(6-أمينوهكساناميدو)-1-بروبينيل]-2-نيتروبيرول (Px) كزوج عالي الدقة في تضخيم تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR). [ 50 ] [ 51 ] في عام 2013، قاموا بتطبيق زوج Ds-Px على توليد الأبتاميرات الحمضية النووية عن طريق الاختيار المختبري (SELEX) وأظهروا أن توسيع الأبجدية الجينية يزيد بشكل كبير من تقارب الأبتاميرات الحمضية النووية مع البروتينات المستهدفة. [ 52 ]

التطبيقات

الدواء

تُستخدم العديد من نظائر النيوكليوزيدات كعوامل مضادة للفيروسات أو السرطان. يقوم بوليميراز الفيروس بدمج هذه المركبات مع قواعد غير تقليدية. تُفعَّل هذه المركبات في الخلايا بتحويلها إلى نيوكليوتيدات، وتُعطى على شكل نيوكليوزيدات لأن النيوكليوتيدات المشحونة لا تستطيع عبور أغشية الخلايا بسهولة.

البيولوجيا الجزيئية

التغييرات الشائعة في نظائر النيوكليوتيدات

تُستخدم نظائر الأحماض النووية في البيولوجيا الجزيئية لعدة أغراض:

  • التحقيق في السيناريوهات المحتملة لأصل الحياة: من خلال اختبار نظائر مختلفة، يحاول الباحثون الإجابة على سؤال ما إذا كان استخدام الحياة للحمض النووي DNA والحمض النووي الريبي RNA قد تم اختياره بمرور الوقت بسبب مزاياه، أو ما إذا تم اختياره عن طريق الصدفة العشوائية؛ [ 53 ]
  • كأداة للكشف عن تسلسلات معينة: يمكن استخدام XNA لوضع علامات وتحديد مجموعة واسعة من مكونات الحمض النووي DNA والحمض النووي الريبي RNA بدقة عالية وخصوصية عالية؛ [ 54 ]
  • باعتباره إنزيمًا يعمل على ركائز الحمض النووي DNA و RNA و XNA - فقد ثبت أن XNA لديه القدرة على قطع وربط الحمض النووي DNA و RNA وجزيئات XNA الأخرى على غرار عمل الريبوزيمات RNA ؛ [ 53 ]
  • كأداة مقاومة لتحلل الحمض النووي الريبي ؛
  • دراسة الآليات التي يستخدمها الإنزيم؛ و
  • دراسة الخصائص البنيوية للأحماض النووية.

مقدمات عالم الحمض النووي الريبي

لقد طُرحت فكرة أن عالم الحمض النووي الريبوزي (RNA ) ربما سبقه عالمٌ شبيهٌ بالحمض النووي الريبوزي، حيث وُجدت أحماض نووية أخرى ذات بنية أساسية مختلفة، مثل GNA و PNA و TNA ، إلا أن الأدلة على هذه الفرضية وُصفت بأنها "ضعيفة". [ 55 ]

النظام المتعامد

طُرحت إمكانية تطبيق نظام متعامد داخل الخلايا، مستقل عن المادة الوراثية الخلوية، ودُرست نظريًا وتجريبيًا، بهدف إنشاء نظام آمن تمامًا، [ 56 ] مع إمكانية زيادة إمكانيات الترميز. [ 57 ] وقد ركزت عدة مجموعات على جوانب مختلفة:

في مايو 2014، أعلن باحثون عن نجاحهم في إدخال نيوكليوتيدين اصطناعيين جديدين إلى الحمض النووي للبكتيريا، وبإضافة كل نيوكليوتيد اصطناعي على حدة إلى وسط الاستنبات، تمكنوا من تمرير البكتيريا 24 مرة؛ إلا أنهم لم ينتجوا الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) أو البروتينات القادرة على استخدام النيوكليوتيدات الاصطناعية. واحتوت النيوكليوتيدات الاصطناعية على حلقتين عطريتين متصلتين.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ سينغر إي (19 يوليو 2015). "الكيميائيون يبتكرون حروفًا جديدة للأبجدية الجينية للطبيعة" . وايرد . تم الاطلاع عليه في 20 يوليو 2015 .
  2. ↑ بيترسون ب، نيلسن ب ب، راسموسن هـ، لارسن إ ك، غاجيدي م، نيلسن ب إ، كاستروب ج س (فبراير 2005). "البنية البلورية لأوليغومر حمض نووي ببتيدي (PNA) مكمل ذاتيًا جزئيًا يُظهر شبكة ثنائية-ثلاثية". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 127 (5): 1424-1430 . doi : 10.1021/ja0458726 . PMID 15686374 . 
  3. ↑ سومرتون ج، ويلر د (يونيو 1997). " مورفولينو مضاد للجينات: التصميم، والتحضير، والخصائص". تطوير الأدوية المضادة للجينات والأحماض النووية . 7 (3): 187-195 . doi : 10.1089/oli.1.1997.7.187 . PMID 9212909. S2CID 19372403 .  
  4. ↑ سومرتون ج (ديسمبر 1999). "مورفولينو مضاد للجينات: حالة وجود نوع بنيوي مستقل عن RNase H". مجلة بيوشيميكا وبيوفيزيكا أكتا (BBA) - بنية الجينات وتعبيرها . 1489 (1): 141-158 . doi : 10.1016/s0167-4781(99)00150-5 . PMID 10807004 . 
  5. ^ جيبرت، لوكا FR. ريبهان، ماريو AE. كريفيلي ، سيلفيا إم . دينزلر، ريمي؛ ستوفيل، ماركوس. هول ، جوناثان (2014/01/01). "Miravirsen (SPC3649) يمكن أن يمنع التولد الحيوي لـ miR-122" . أبحاث الأحماض النووية . 42 (1): 609-621 . دوى : 10.1093/nar/gkt852 . ISSN 0305-1048 . بمك 3874169 . بميد 24068553 .   
  6. ↑ بونو، إي.؛ نيفو، ب.؛ كوستانتين، إي.؛ تسونغاليس، جي. جي.؛ دي غوير، ف. (24 يونيو 2019). "ما مدى قرب الحمض النووي الريبوزي الميكروي من الممارسة السريرية؟ منظور حول سوق التشخيص والعلاج" . المجلة الأوروبية للكيمياء السريرية والطبية . 30 (2): 114-127 . الرقم الدولي الموحد للدوريات 1650-3414 . PMC 6599191. PMID 31263388 .   
  7. ↑ بولاك أ (7 مايو 2014). "باحثون يُعلنون عن إنجازٍ هام في ابتكار الشفرة الوراثية الاصطناعية" . نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه في 7 مايو 2014 .
  8. ↑ كالاواي إي (7 مايو 2014). "أول حياة ذات حمض نووي 'فضائي'". مجلة نيتشر . doi : 10.1038/nature.2014.15179 . S2CID 86967999 . 
  9. 1 2 3 4 مالشيف د.أ، دهامي ك، لافيرن ت، تشين ت، داي ن، فوستر ج.م، كوريا إ.ر، رومسبيرغ ف.إ (مايو 2014). "كائن شبه اصطناعي ذو أبجدية جينية موسعة" . مجلة نيتشر . 509 (7500): 385-388 . Bibcode : 2014Natur.509..385M . doi : 10.1038/ nature13314 . PMC 4058825. PMID 24805238 .  
  10. ↑ وارد دي سي، رايش إي، ستراير إل (مارس 1969). "دراسات التألق للنيوكليوتيدات والبولي نيوكليوتيدات. 1. فورميسين، وريبوسيد 2-أمينوبورين، وريبوسيد 2،6-ديامينوبورين، ومشتقاتها" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 244 (5): 1228-1237 . doi : 10.1016/S0021-9258(18)91833-8 . PMID 5767305 . 
  11. ↑ هوكينز، م. إي. (2001). "نظائر نيوكليوزيد البتريدين الفلورية: نافذة على تفاعلات الحمض النووي" . الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية الخلوية . 34 (2): 257-281 . doi : 10.1385/cbb:34:2: 257 . PMID 11898867. S2CID 12134698 .  
  12. ↑ بيري دي إيه، جونغ كي واي، وايز دي إس، سيرسيل إيه دي، بيرسون دبليو إتش، ماكي إتش، راندولف جيه بي، سومرز آر إل (2004). "بيرولو-دي سي وبيرولو-سي: نظائر فلورية للسيتيدين و2'-ديوكسي سيتيدين لدراسة قليل النوكليوتيدات". رسائل رباعي السطوح . 45 (11): 2457-61 . doi : 10.1016/j.tetlet.2004.01.108 .
  13. ↑ فويتشوفسكي، ف.، وهدسون، ر. هـ. (سبتمبر 2008). "خصائص التألق والتهجين لحمض نووي ببتيدي يحتوي على فينيل بيرولوسيتوزين مُستبدل مُصمم للارتباط بالجوانين برابطة هيدروجينية إضافية". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 130 (38): 12574-12575 . Bibcode : 2008JAChS.13012574W . doi : 10.1021/ja804233g . PMID : 18761442 . 
  14. ↑ غريكو، ن. ج.، وتور، ي. (أغسطس 2005). "نظائر البيريميدين الفلورية البسيطة تكشف عن وجود مواقع خالية من القواعد في الحمض النووي". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 127 (31): 10784-1085 . Bibcode : 2005JAChS.12710784G . doi : 10.1021/ja052000a . PMID: 16076156 . 
  15. ↑ ريست إم جيه، مارينو جيه بي (2002). "نظائر قواعد النيوكليوتيدات الفلورية كأدوات لدراسة بنية الأحماض النووية وديناميكيتها وتفاعلاتها". الكيمياء العضوية الحالية . 6 (9): 775-93 . doi : 10.2174/1385272023373914 .
  16. ↑ ويلسون جيه إن، وكول إي تي (ديسمبر 2006). "استبدال قواعد الحمض النووي الفلوري: مؤشرات ومستشعرات للأنظمة البيولوجية". الكيمياء العضوية والبيولوجية الجزيئية . 4 (23): 4265-74 . doi : 10.1039/b612284c . PMID 17102869 . 
  17. ↑ ويلهلمسون وتور (2016). نظائر فلورية لوحدات بناء الجزيئات الحيوية: التصميم والتطبيقات . نيوجيرسي: وايلي. ISBN 978-1-118-17586-6.
  18. ↑ ويلهلمسون ، إل إم (مايو 2010). "نظائر قواعد الأحماض النووية الفلورية" . المراجعات الفصلية للفيزياء الحيوية . 43 (2): 159-183 . doi : 10.1017/s0033583510000090 . PMID 20478079. S2CID 10783202 .  
  19. ↑ سينكلدام، ر. و.، غريكو ، ن. ج.، تور، ي. (مايو 2010). "نظائر فلورية لوحدات بناء جزيئية حيوية: التصميم، والخصائص، والتطبيقات" . مجلة المراجعات الكيميائية . 110 (5): 2579-2619 . Bibcode : 2010ChRv..110.2579S . doi : 10.1021/cr900301e . PMC 2868948. PMID 20205430 .  
  20. ↑ ويلهلمسون إل إم، هولمن إيه، لينكولن بي، نيلسن بي إي، نوردين بي (2001). "نظير قاعدة DNA شديد التألق يشكل أزواج قواعد واتسون-كريك مع الجوانين". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 123 (10): 2434-35 . doi : 10.1021/ja0025797 . PMID 11456897 . 
  21. ↑ ساندين ب، ويلهلمسون ل م، لينكولن ب، باورز ف إ، براون ت، ألبينسون ب (2005). "الخصائص الفلورية لنظير قاعدة الحمض النووي tC عند دمجه في الحمض النووي - تأثير ضئيل للقواعد المجاورة على مردود الكم الفلوري" . أبحاث الأحماض النووية . 33 (16): 5019-25 . doi : 10.1093/nar/gki790 . PMC 1201328. PMID 16147985 .  
  22. ↑ ساندين ب، بورجيسون ك، لي هـ، مارتنسون ج، براون ت، ويلهلمسون ل م، ألبينسون ب (يناير 2008). "توصيف واستخدام نظير قاعدة DNA فلوري فائق السطوع وغير مُؤثر على البنية" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 36 (1): 157-167 . doi : 10.1093 / nar/gkm1006 . PMC 2248743. PMID 18003656 .  
  23. ↑ بورجيسون ك، بريوس س، الصغير أ.ح، براون ت، ألبينسون ب، ويلهلمسون ل.م (أبريل 2009). "زوج FRET نظير قاعدة الحمض النووي لتسهيل القياسات الهيكلية التفصيلية في الأنظمة المحتوية على الأحماض النووية" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 131 (12): 4288-93 . Bibcode : 2009JAChS.131.4288B . doi : 10.1021/ja806944w . PMID 19317504 . 
  24. 1 2 رودريغيز-هيرنانديز أ، سبيرز جيه إل، غاستون كيه دبليو، ليمباخ بي إيه، غامبر إتش، هو واي إم، كايزر آر، أغريس بي إف، بيرونا جيه جيه (أكتوبر 2013). "الأساس البنيوي والآلي لتعزيز كفاءة الترجمة بواسطة 2-ثيويوريدين في موضع تذبذب مضاد الكودون في الحمض النووي الريبوزي الناقل" . مجلة البيولوجيا الجزيئية . 425 (20): 3888-906 . doi : 10.1016/j.jmb.2013.05.018 . PMC 4521407. PMID 23727144 .  
  25. ↑ كيرنوس، إم دي، خودياكوف، آي واي، ألكساندروشكينا، إن آي، فانيوشين، بي إف (نوفمبر 1977). "2-أمينوأدينين هو أدينين يحل محل قاعدة في الحمض النووي لفيروس S-2L الأزرق". مجلة نيتشر . 270 (5635): 369-370 . رمز Bibcode : 1977Natur.270..369K . doi : 10.1038/270369a0 . PMID 413053. S2CID 4177449 .  
  26. ↑ جونسون إس سي، شيريل سي بي، مارشال دي جيه، موزر إم جيه، برودنت جيه آر (2004). "زوج قاعدي ثالث لتفاعل البوليميراز المتسلسل: إدخال isoC وisoG" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 32 (6): 1937-1941 . doi : 10.1093/nar/ gkh522 . PMC 390373. PMID 15051811 .  
  27. ↑ تانيغوتشي واي، كول إي تي (يوليو 2007). "نظائر غير قطبية لقواعد الحمض النووي التالفة: محاكاة فعالة للخصائص المطفرة لـ 8-أوكسوبورينات". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 129 (28): 8836-44 . Bibcode : 2007JAChS.129.8836T . doi : 10.1021/ja071970q . PMID 17592846 . 
  28. ↑ هوانغ جي تي، رومسبيرغ إف إي (نوفمبر 2008). "مجموعة الركائز غير الطبيعية لبوليميرازات الحمض النووي من عائلات A وB وX" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 130 (44): 14872-82 . Bibcode : 2008JAChS.13014872H . doi : 10.1021/ja803833h . PMC 2675700. PMID 18847263 .  
  29. ↑ كيموتو م، ميتسوي ت، هارادا ي، ساتو أ، يوكوياما س، هيراو إ (2007). "الكشف الفلوري عن جزيئات الحمض النووي الريبي باستخدام نظام أزواج قواعد غير طبيعية" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 35 (16): 5360-69 . doi : 10.1093/nar/gkm508 . PMC 2018647. PMID 17693436 .  
  30. ↑ أتويل، شين؛ ميغرز، إريك؛ سبراغون، غلين؛ شولتز، بيتر ج. (ديسمبر 2001). "بنية زوج قاعدي وسيطه النحاس في الحمض النووي" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 123 (49): 12364-12367 . Bibcode : 2001JAChS.12312364A . doi : 10.1021/ja011822e . ISSN 0002-7863 . PMID 11734038 .  
  31. ↑ ليو هـ، غاو ج، لينش إس آر، سايتو واي دي، ماينارد إل، كول إي تي (أكتوبر 2003). "حلزون جيني رباعي القواعد ذو حجم متضخم". مجلة ساينس . 302 (5646): 868-71 . Bibcode : 2003Sci...302..868L . doi : 10.1126/science.1088334 . PMID 14593180. S2CID 37244007 .  
  32. ↑ ويتيج إس دي، لي جيه إس (2003). "دراسة ديناميكية حرارية لـ M-DNA: مركب جديد من أيون معدني-DNA". مجلة الكيمياء الحيوية غير العضوية . 94 ( 1-2 ): 94-99 . doi : 10.1016/S0162-0134(02)00624-4 . PMID 12620678 . 
  33. ↑ تشانغ، هـ. ي.، كالزولاري، أ.، دي فيليس، ر. (أغسطس 2005). "حول المحاذاة المغناطيسية لأيونات المعادن في حلزون مزدوج يحاكي الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين". مجلة الكيمياء الفيزيائية ب . 109 (32): 15345-48 . رمز Bibcode : 2005JPCB..10915345Z . doi : 10.1021/jp052202t . PMID 16852946 . 
  34. ↑ آيتش، ب.، سكينر، ر. ج.، ويتيج، س. د.، ستير، ر. ب.، لي، ج. س. (أغسطس 2002). "سلوك الأسلاك الجزيئية بعيدة المدى في مركب معدني من الحمض النووي". مجلة بنية وديناميكيات الجزيئات الحيوية . 20 (1): 93-98 . doi : 10.1080/07391102.2002.10506826 . PMID 12144356. S2CID 41568646 .  
  35. ^ ذكي جي إتش، بولبورن ك، كاريل تي (2005). "Ein hochgradig DNA-Duplex-stabilisierendes Metall-Salen-Basenpaar". أنجو. الكيمياء. كثافة العمليات. إد . 117 (44): 7370– 74. بيب كود : 2005AngCh.117.7370C . دوى : 10.1002/ange.200501589 .
  36. ↑ بونسيل إي، بون سي، جولي إتش، كومار آر، نوريس إيه آر (1985). "تفاعلات أيونات المعادن مع الجزيئات الحيوية. الثاني عشر. دليل الرنين النووي المغناطيسي للبروتون والكربون-13 على تفضيل تفاعل الثيميدين على تفاعل الجوانوزين في تفاعلات التبادل والتنافس مع الزئبق (II) وميثيل الزئبق (II)". الكيمياء الحيوية غير العضوية . 25 : 61-73 . doi : 10.1016/0162-0134(85)83009-9 .
  37. ↑ أونو أ، توغاشي هـ (أغسطس 2004). "مستشعر عالي الانتقائية قائم على قليل النوكليوتيدات للكشف عن الزئبق (II) في المحاليل المائية". Angewandte Chemie . 43 (33): 4300–02 . Bibcode : 2004ACIE...43.4300O . doi : 10.1002/anie.200454172 . PMID 15368377 . 
  38. ↑ ميغرز إي، هولاند بي إل، تولمان دبليو بي، رومسبيرغ إف إي، شولتز بي جي (2000). "زوج قواعد DNA جديد بوساطة النحاس". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 122 (43): 10714-10715 . Bibcode : 2000JAChS.12210714M . doi : 10.1021/ja0025806 .
  39. ↑ لي جيه إس، لاتيمر إل جيه، ريد آر إس (1993). "تغير توافقي في الحمض النووي المزدوج ناتج عن أيونات الزنك (Zn2+) وأيونات المعادن ثنائية التكافؤ الأخرى". الكيمياء الحيوية وبيولوجيا الخلية . 71 ( 3-4 ): 162-168 . doi : 10.1139/o93-026 . PMID 8398074 . 
  40. ↑ تاناكا ك، تينغيجي أ، كاتو ت، توياما ن، شيونيا م (فبراير 2003). "مصفوفة معدنية منفصلة ذاتية التجميع في الحمض النووي الاصطناعي". مجلة ساينس . 299 (5610): 1212-1213 . رمز Bibcode : 2003Sci...299.1212T . doi : 10.1126/science.1080587 . PMID 12595687. S2CID 22413126 .  
  41. ↑ مالشيف د.أ، دهامي ك، كواش هـ.ت، لافيرن ت، أوردوخانيان ب، توركاماني أ، رومسبيرغ ف.إ (يوليو 2012). "تضاعف الحمض النووي بكفاءة وبشكل مستقل عن التسلسل، والذي يحتوي على زوج قاعدي ثالث، يُنشئ أبجدية جينية وظيفية مكونة من ستة أحرف" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 109 (30): 12005-12010 . Bibcode : 2012PNAS..10912005M . doi : 10.1073/pnas.1205176109 . PMC 3409741. PMID 22773812 .  
  42. ↑ كالاواي إي (7 مايو 2014). "علماء يصنعون أول كائن حي باستخدام الحمض النووي 'الاصطناعي'" . أخبار الطبيعة . هافينغتون بوست . تم الاطلاع عليه في 8 مايو 2014 .
  43. 1 2 فايكس بي جيه (8 مايو 2014). "حياة مُهندسة بشفرة وراثية موسعة" . صحيفة سان دييغو يونيون تريبيون . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 مايو 2014 .
  44. ↑ العينة الأولى (7 مايو 2014). "أولى الكائنات الحية التي تنقل الحمض النووي الاصطناعي الذي هندسه علماء أمريكيون" . صحيفة الغارديان . تاريخ الاطلاع: 8 مايو 2014 .
  45. ↑ بولاك أ (7 مايو 2014). "علماء يضيفون حروفًا إلى أبجدية الحمض النووي، مما يثير الأمل والخوف" . نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه في 8 مايو 2014 .
  46. ^ Zhang Y، Ptacin JL، Fischer EC، Aerni HR، Caffaro CE، San Jose K، Feldman AW، Turner CR، Romesberg FE (2017). "كائن شبه اصطناعي يقوم بتخزين واسترجاع المعلومات الوراثية المتزايدة" . طبيعة . 551 (7682): 644– 47. بيب كود : 2017Natur.551..644Z . دوى : 10.1038 / طبيعة 24659 . بمك 5796663 . بميد 29189780 .  
  47. ↑ ميكروب "غير طبيعي" قادر على إنتاج البروتينات . بي بي سي نيوز . 29 نوفمبر 2017.
  48. ^ هيراو الأول، أوتسوكي تي، فوجيوارا تي، ميتسوي تي، يوكوجاوا تي، أوكوني تي، ناكاياما إتش، تاكيو ك، يابوكي تي، كيجاوا تي، كوداما ك، يوكوجاوا تي، نيشيكاوا ك، يوكوياما إس (فبراير 2002). "زوج أساسي غير طبيعي لدمج نظائر الأحماض الأمينية في البروتينات". التكنولوجيا الحيوية الطبيعية . 20 (2): 177-82 . دوى : 10.1038/nbt0202-177 . بميد 11821864 . S2CID 22055476 .  
  49. ↑ هيراو، إي.، كيموتو، إم.، ميتسوي، تي.، فوجيوارا، تي.، كاواي، آر.، ساتو، إيه.، هارادا، واي.، يوكوياما، إس. (سبتمبر 2006). "نظام غير طبيعي لأزواج القواعد الكارهة للماء: دمج نظائر النيوكليوتيدات في الحمض النووي DNA والحمض النووي RNA في مواقع محددة". Nature Methods . 3 (9): 729–35 . doi : 10.1038/nmeth915 . PMID 16929319. S2CID 6494156 .  
  50. ↑ كيموتو م، كاواي ر، ميتسوي ت، يوكوياما س، هيراو إ (فبراير 2009). "نظام أزواج قواعد غير طبيعية لتضخيم تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) الفعال وتفعيل جزيئات الحمض النووي" . أبحاث الأحماض النووية . 37 (2): e14. doi : 10.1093/nar/ gkn956 . PMC 2632903. PMID 19073696 .  
  51. ↑ ياماشيغي ر، كيموتو م، تاكيزاوا ي، ساتو أ، ميتسوي ت، يوكوياما س، هيراو إ (مارس 2012). "أنظمة أزواج القواعد غير الطبيعية عالية التخصص كزوج قاعدة ثالث لتضخيم تفاعل البوليميراز المتسلسل" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 40 (6): 2793-2806 . doi : 10.1093/nar/ gkr1068 . PMC 3315302. PMID 22121213 .  
  52. ↑ كيموتو م، ياماشيغي ر، ماتسوناغا ك، يوكوياما س، هيراو إ (مايو 2013). "توليد أبتاميرات الحمض النووي عالية الألفة باستخدام أبجدية جينية موسعة". مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 31 (5): 453-457 . doi : 10.1038/nbt.2556 . PMID 23563318. S2CID 23329867 .  
  53. 1 2 تايلور إيه آي، بينهيرو في بي، سمولا إم جيه، مورغونوف إيه إس، بيك-تشو إس، كوزنز سي، ويكس كيه إم، هيردوين بي، هوليجر بي (فبراير 2015). "محفزات من بوليمرات جينية اصطناعية" . نيتشر . 518 (7539): 427-30 . Bibcode : 2015Natur.518..427T . doi : 10.1038 / nature13982 . PMC 4336857. PMID 25470036 .  
  54. ↑ وانغ كيو، تشين إل، لونغ واي، تيان إتش، وو جيه (2013). "المجسات الجزيئية للأحماض النووية الغريبة للكشف عن الأحماض النووية" . ثيرانوستيكس . 3 ( 6): 395-408 . doi : 10.7150/thno.5935 . PMC 3677410. PMID 23781286 .  
  55. ↑ روبرتسون، إم بي؛ جويس، جي إف (2012-05-01). "أصول عالم الحمض النووي الريبي" . وجهات نظر كولد سبرينغ هاربور في علم الأحياء . 4 ( 5) a003608. رمز Bibcode : 2012CSHPB...403608R . doi : 10.1101/cshperspect.a003608 . ISSN 1943-0264 . PMC 3331698. PMID 20739415 .   
  56. ↑ شميدت م. "علم الأحياء الغريبة: شكل جديد من أشكال الحياة كأداة نهائية للسلامة البيولوجية" مقالات بيولوجية المجلد 32 (4): 322-31
  57. ↑ هيردوين، ب.، ومارليير ، ب. (يونيو 2009). "نحو كائنات معدلة وراثيًا آمنة من خلال التنويع الكيميائي للأحماض النووية". الكيمياء والتنوع البيولوجي . 6 (6): 791-808 . doi : 10.1002/cbdv.200900083 . PMID 19554563. S2CID 8572188 .  
  58. ↑ شينكاي أ، باتيل ب.هـ، لوب ل.أ (يونيو 2001). "النمط المحفوظ للموقع النشط A لبوليميراز الحمض النووي الأول في الإشريكية القولونية قابل للتغير بدرجة كبيرة" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 276 (22): 18836-42 . doi : 10.1074/jbc.M011472200 . PMID 11278911 . 
  59. ↑ راكهام أو، تشين جيه دبليو (أغسطس 2005). "شبكة من أزواج الريبوسوم × mRNA المتعامدة". مجلة نيتشر للكيمياء الحيوية . 1 (3): 159-166 . doi : 10.1038/nchembio719 . PMID 16408021. S2CID 37181098 .