Наноструктуры ДНК

ДНК в зависимости первичной структуры (последовательности оснований) и внешних факторов (рН, взаимодействие с ионами металлов, лигандами) может образовывать различные неканонические структуры.

Например, гуаниновые последовательности при взаимодействии с ионами щелочных металлов образуют G-квадруплексы:

By Iridos, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3285345

а цитозиновые последовательности при уменьшении рН – структуру i-мотива:


Структура i-мотива, образованная двумя цитозиновыми цепочками	Структура полупротонированного цитозинового тетрамера из PDB базы (1ELN), используемого в наших расчетах (Z. V. Reveguk, E. V. Khoroshilov, A. V. Sharkov, V. A. Pomogaev, A. A. Buglak, A. N. Tarnovsky, A. I. Kononov, Exciton Absorption and Luminescence in i-Motif DNA, Sci. Rep. 2019; 9: 15988. [DOI link] ).

Комплексы азотистых оснований ДНК с ионами серебра и других металлов могут приводить к образованию супрамолекулярных структур, состоящих из нескольких нитей ДНК. Например, как показано на этом рисунке:

Оптимизированная структура димера ДНК в комплексе с ионами серебра (I. L. Volkov, Z. V. Reveguk, P. Yu. Serdobintsev, R. R. Ramazanov, A. I. Kononov. DNA as UV light–harvesting antenna, Nucleic Acids Res., 2018, 46 (7), 3543-3551. [DOI link]).

Мы изучаем как структурные особенности таких самособирающихся структур, так и то, как меняются свойства их электронно-возбужденных состояний.