Ácido peptonucleico

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
PNA en.svg

O ácido peptonucleico ou ácido nucleico peptídico (APN ou, en inglés, PNA) é un polímero sintetizado artificialmente similar ao ADN ou ARN, pero cun "esqueleto" diferente, inventado por Peter E. Nielsen (Univ. Copenague), Michael Egholm (Univ. Copenague), Rolf H. Berg (Risø National Lab), e Ole Buchardt (Univ. Copenague) en 1991.[1]. O APN non se atopa na natureza.

Características[editar | editar a fonte]

O ADN e o ARN teñen un "esqueleto" formado polos azucres desoxirribosa e ribosa, respectivamente, unidos por fosfatos por enlace fosfodiéster, mentres que o esqueleto do APN está composto por unidades repetidas de N-(2-aminoetil)-glicina unidas por enlaces peptídicos. O APN non ten fosfatos. A este esqueleto están unidas as bases nitroxenadas tanto no ADN coma no ARN e APN. No APN as bases nitroxenadas están unidas ao esqueleto da molécula por enlaces carbonilo metileno. Os APN son representados como péptidos, co extremo N-terminal á esquerda e o C-terminal á dereita [2].

Como o esqueleto do APN non contén fosfatos e, por tanto, carece das cargas negativas destes, nos experimentos de hibridación a unión entre o APN e os filamentos de ADN é máis forte ca entre dous filamentos de ADN debido á falta de repulsión electrostática. Desgraciadamente, esta característica tamén fai que sexa unha molécula bastante hidrofóbica, o que fai difícil nos experimentos introducilo nas células do corpo en disolución sen que sexa eliminado do corpo antes. Os experimentos iniciais con filamentos de homopirimidina (que constaban só dunha soa pirimidina repetida) demostraron que a Tm (temperatura de "fusión" ou separación dos filamentos emparellados) dunha dobre hélice híbrida de APN de 6 timinas/ADN de adenina era 31 °C en comparación a unha Tm de menos de 10 ºC que tería unha dobre hélice equivalente de ADN de 6 bases/ADN. Moléculas de APN de bases variadas compórtanse igual ca o ADN en canto ao emparellamento de bases. A unión APN/APN é máis forte ca unión APN/ADN.

Os oligómeros sintéticos de ácido peptonucleico foron usados nos últimos anos en diversos procedementos de bioloxía molecular, ensaios de diagnóstico e terapia antisentido. Debido á súa maior forza de unión non é necesario deseñar oligómeros longos de APN para o seu uso nestes procedementos, que xeralmente requiren sondas de oligonucleótido de 20–25 bases. A principal preocupación que se debe ter coa lonxitude dos oligómeros de APN é garantizar a especificidade. Os oligómeros de APN tamén mostran unha grande especificidade para unirse a ADNs complementarios, e un erro no emparellamento dunha base nos híbridos APN/ADN é máis desestabilizante ca un erro similar nun dúplex ADN/ADN. Esta forza de unión e especificidade tamén se aplica aos dúplex APN/ARN. Os APNs non son facilmente recoñecibles por nucleases nin proteases, o que os fai resistentes á degradación encimática. Os APNAs son estables nun amplo rango de pH. Aínda que un APN non modificado non pode cruzar doadamente a bicapa lipídica da membrana celular e entrar no citosol, pode facerse que se una covalentemente ao APN un "péptido penetrador da célula" que mellora o paso do APN ao citosol.

Tense hipotetizado que nas primeiras etapas da orixe da vida na Terra puido utilizarse o APN como material xenético debido á súa extrema robustez, formación máis simple e posible polimerización espontánea a 100 °C[3] (mentres que a auga a presión estándar ferve a esa temperatura, ás altas presións do océano profundo ferve a temperaturas maiores). Se o APN podía cumprir ese papel, a evolución química da vida a un sistema baseado no ADN/ARN puido suceder nunha fase posterior.[4][5] Non obstante, as probas sobre esta hipótese do mundo de APN están lonxe de ser concluíntes. Ver a hipótese do mundo de ARN para máis información.[6]

Aplicacións[editar | editar a fonte]

  • Alteración da expresión xénica, como inhibidor ou como promotor en diferentes casos
  • Axente terapéutico antixénico e antisentido
  • Axente anticáncer
  • Axente antiviral, antibacteriano e antiparasítico
  • Ferramenta molecular e sonda de biosensor
  • Detección de secuencias de ADN

Notas[editar | editar a fonte]

  1. Nielsen PE, Egholm M, Berg RH, Buchardt O (December 1991). "Sequence-selective recognition of DNA by strand displacement with a thymine-substituted polyamide". Science 254 (5037): 1497–500. DOI:10.1126/science.1962210. PMID 1962210. http://www.sciencemag.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=1962210. 
  2. Egholm M, Buchardt O, Christensen L, Behrens C, Freier SM, Driver DA, Berg RH, Kim SK, Nordén B, and Nielsen PE (1993). "PNA Hybridizes to Complementary Oligonucleotides Obeying the Watson-Crick Hydrogen Bonding Rules". Nature 365 (6446): 566–8. DOI:10.1038/365566a0. PMID 7692304. 
  3. Wittung P, Nielsen PE, Buchardt Ole, Egholm M, and Nordén B (1994). "DNA-like Double Helix formed by Peptide Nucleic Acid". Nature 368 (6471): 561–3. DOI:10.1038/368561a0. PMID 8139692. 
  4. Nelson KE, Levy M, and Miller SL (2000). "Peptide nucleic acids rather than RNA may have been the first genetic molecule". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97 (8): 3868–71. DOI:10.1073/pnas.97.8.3868. PMC 18108. PMID 10760258. http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/97/8/3868. 
  5. Alberts, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, and Walter (Marzo 2002). Molecular Biology of the Cell (4th ed.). Routledge. ISBN 0-8153-3218-1. 
  6. Zimmer C (January 2009). "On the Origin of Life on Earth". Science 323 (5911): 198–9. DOI:10.1126/science.323.5911.198. PMID 19131603. 

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Outros artigos[editar | editar a fonte]

Outras lecturas[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]