G-kvadruplexy sú štruktúry nukleových kyselín, ktoré sú tvorené DNA a RNA sekvenciami bohatými na guanín. Vznikajú stohovaním z G-kvartetov pospájaných navzájom pomocou Hoogsteenového párovania báz. Existencia G-kvadruplexov bola potvrdená v ľudskom genóme a bola preukázaná ich biologická funkcia.¹ Tieto štruktúry sa môžu vyskytovať aj v aptaméroch, teda krátkych syntetických jednovláknových oligonukleotidoch, ktoré sa za istých podmienok zbaľujú do trojrozmerných štruktúr so špecifickými väzobnými miestami pre rôzne nízko- alebo vysokomolekulové zlúčeniny ako sú proteíny, nukleové kyseliny, bunky a tkanivá. Ich špecificita je porovnateľná a v niektorých prípadoch aj vyššia ako pri protilátkach. Aptaméry majú v porovnaní s proteínovými liečivami niekoľko výhod z hľadiska veľkosti, syntetickej dostupnosti, a možnosti chemických modifikácií.²

Aptaméry sú navrhované pomocou in vitro metódy nazývanej SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment). Táto metóda bola vyvinutá v roku 1992 dvoma navzájom nezávislými vedeckými skupinami.³

Za posledné dve desaťročia bolo navrhnutých niekoľko aptamérov, ktoré sú schopné inhibovať cieľové  molekuly ako sú napríklad  VEGF, trombín, HIV‑1 nukleázu alebo ochratoxín A.²

Aptaméry sa v súčasnosti študujú z hľadiska ich využitia ako terapeutických a diagnostických činidiel, ako aj biosenzorov.

Cieľom našej práce bolo preštudovať niektoré aptaméry obsahujúce G‑kvadruplexovú štruktúru, ich vlastnosti, morfológiu a stabilitu. Všetky naše experimenty boli uskutočňované v 25 mM modifikovanom  tlmivom roztoku Robinsona a  Brittona obsahujúcom buď 50 mM  NaCl alebo KCl. Pri charakterizácii oligomérov boli použité spektrálne metódy (UV-Vis spektroskopia a cirkulárny dichroizmus) a elektroforetické metódy (PAGE). Na základe experimentov boli určené teploty topenia jednotlivých sekvencií za rôznych podmienok, ich molekularita a načrtnutie topologického usporiadania reťazcov DNA v G-kvadruplexoch.

Táto práca vznikla s podporou grantov APVV-0280-11, Vedeckej grantovej agentúry: VEGA 1/0504/12 a Vnútorného vedeckého grantového systému UPJŠ: VVGS-PF-2013-108.

[1] Sen, D. and Gilbert, W. (1990): A sodium-potassium switch in the formation of four-stranded G4-DNA. Nature 344:410-414.
[2] Víglaský V., Hianik T. (2013): Potential uses of G-quadruplex-forming. Gen. Physiol. Biophys. 32: 149‑172.
[3] Tuerk C., Gold L. (1990): Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: RNA ligands to bacteriophage T4 DNA polymerase. Science 249, 505–510.