понятие

G-квадруплекс

Четырёхцепочечная структура ДНК или РНК, образованная стопкой гуаниновых тетрад, часто в промоторах генов.
2 статьи

Описание

G-квадруплекс — это складчатая структура, которую ДНК или РНК могут принимать в участках, богатых азотистым основанием гуанином. Вместо привычной двойной спирали четыре гуанина выстраиваются в плоский квадрат, называемый тетрадой, удерживаемый водородными связями. Несколько таких квадратов накладываются друг на друга, и вся сборка стабилизируется центральным ионом, обычно калием. Эти структуры легче всего образуются в одноцепочечных участках, таких как концы хромосом или регуляторные области рядом с началом генов. Они важны потому, что могут блокировать или модулировать работу механизмов, копирующих ДНК и считывающих гены, поэтому считается, что они действуют как молекулярные переключатели. Их присутствие в промоторах генов и на концах хромосом сделало их объектом интереса в исследованиях рака и в разработке лекарств, которые фиксируют их в определённом положении.

Как это работает

Участок из нескольких гуанинов в одной цепи может сложиться обратно на себя так, что четыре гуанина сближаются в плоской конфигурации, каждый спаривается с двумя соседями через водородные связи. Наложение нескольких тетрад даёт стабильную компактную структуру с центральным каналом. Положительно заряженный ион, обычно калий, располагается в этом канале и координирует атомы кислорода гуанинов, значительно повышая стабильность. Точная форма зависит от последовательности и от того, какие ионы доступны.

Где применяется

G-квадруплексы изучаются как мишени для лекарств в онкологии, а их образование используется в биосенсорах и некоторых нанотехнологиях на основе ДНК.

Любопытный факт

Концы человеческих хромосом, теломеры, богаты гуанином и могут складываться в G-квадруплексы; стабилизация этих структур малыми молекулами может нарушить работу фермента, удлиняющего теломеры в раковых клетках.

Статьи по теме · 2

Замок в ДНК: как рак яичка можно остановить, заклинив его генетический код
В ядре каждой клетки ДНК скручена в двойную спираль, но иногда она образует петли и узлы. Один из таких узлов — G-квадруплекс: четыре нити ДНК складываются в квадратную стопку, как пластинки в колоде карт. В опухолевых клетках таких узлов больше, чем в здоровых, потому что их ДНК постоянно перестраивается. Если заклинить эти узлы, клетка не сможет копировать свои гены и погибнет.
PIF1: страж, который распутывает узлы и разжигает огонь
Каждое деление клетки укорачивает защитные колпачки на концах хромосом, которые называют теломерами. Когда колпачки становятся слишком короткими, клетка перестаёт делиться.