Детектирование спектров комбинационного рассеяния света высокого спектрального разрешения в коротких олигонуклеотидах: сравнение со спектрами полноразмерных ДНК

Детектирование спектров комбинационного рассеяния света высокого спектрального разрешения…

ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 2

ническими полупроводниковыми наноструктурами.

Представленные результаты открывают новые возмож-

ности для проведения теоретических и эксперименталь-

ных исследований, необходимых для достижения более

глубокого понимания фундаментальной взаимосвязи

структура–свойства комплексов квантоворазмерных

полупроводниковых наноструктур и биомолекул и,

следовательно, интересны для бурно развивающихся в

настоящее время направлений нанобиоэлектроники

Поступила в редакцию 13.10.2016

©МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017

Работа выполнена при финансовой поддержке программ фундаментальных иссле-

дований Президиума РАН № 24, Санкт-Петербургского научного центра РАН по ком-

плексным междисциплинарным проектам, гранта Президента РФ НШ-3008.2012.2, про-

екта Академии Финляндии по программируемым материалам № 263 566 и проекта

Финского агентства по поддержке технологий и инноваций (Tekes) по функциональным

материалам Granbis

Введение.

Короткие синтетические олигонуклеотиды, являющиеся фрагмента-

ми дезоксирибонуклеиновых (ДНК) или рибонуклеиновых (РНК) кислот, пред-

ставляют собой линейные полимеры, состоящие из фрагментов нуклеотидов с

заданной химической структурной последовательностью. В свою очередь, нук-

леотиды являются комбинацией азотистого основания, рибозы или дезоксири-

бозы и остатка фосфорной кислоты. Лигонуклеотиды находят многофункцио-

нальное применение во многих областях современной молекулярной биологии,

генетической инженерии и медицине [1]. Они используются в качестве зондов

для определения комплементарных последовательностей ДНК и РНК или

праймеров для секвенирования и амплификации ДНК при проведении полиме-

разной цепной реакции (ПЦР), которая является одним из важнейших дости-

жений молекулярной биофизики, позволяющей многократно копировать и по-

лучать большие фрагменты исследуемых последовательностей ДНК. Для прове-

дения ПЦР применяются различные реакционные смеси, основной компонент

которых — синтетические олигонуклеотиды, служащие затравкой — отправной

точкой для начала синтеза новой цепи нуклеиновых кислот ферментом ДНК

полимеразой. На основе коротких синтетических олигонуклеотидов также ин-

тенсивно развиваются новые направления биотехнологии, связанные с кон-

струированием и созданием новейших лекарственных препаратов. Поэтому

правильный дизайн, синтез и методы оценки степени чистоты олигонуклеоти-

дов на молекулярном уровне, определяющие эффективность амплификации и

их последующее применения, имеют решающее значение.

Синтез коротких олигонуклеотидов с заранее заданными химическими состав-

ными элементами и с определенной последовательностью мононуклеотидов —

высокотехнологичный, трудоемкий и дорогостоящий процесс. Он осуществляется

наиболее экономичным способом с помощью интенсивно развиваемых методов

автоматического параллельного синтеза на многоканальных синтезаторах. Они