Нова фармакологічна мішень XXI століття. G-квадруплекси нуклеїнових кислот: структура, властивості та біологія

Abstract

В огляді наведено історію відкриття та вивчення, а також сучасні дані про будову, властивості та функції квадруплексів (G4) – найвивченіших неканонічних вторинних структур нуклеїнових кислот. G4, що виявлені в геномах усіх трьох доменів живого (археї, бактерії/віруси та еукаріоти), розподілені невипадково та відіграють плейотропну роль у багатьох трансакціях ДНК і РНК. G4 не тільки інгібують та/або ініціюють експресію генів, але й контролюють стабільність геному, залежно від їхнього конкретного розташування. Обговорюються умови процесів фолдингу та розплетення G4, які в нормальних клітинах є тимчасовими та ефективно контролюються ферментами – хеліказами, мутації яких асоційовані з розвитком онкологічних, нейродегенеративних й інших захворювань. Структури G4-РНК, подібно до своїх G4-ДНК аналогів, дуже динамічні та відіграють важливу роль у безлічі молекулярних процесів, серед яких найзначущі функції мРНК – трансляція, сплайсинг, поліаденілювання та термінація. Цілком очевидно, що G4-РНК більш придатні до впливу фармакологічних агентів як молекули-мішені, оскільки вони відрізняються від G4-ДНК паралельною топологією, меншою гідратованістю, але більшою компактністю та термодинамічною стабільністю. Невеликі молекули-ліганди, природного та/або штучного походження, що стабілізують G4 структури, розглядаються як перспективні фармакологічні агенти, що здатні ефективно впливати на численні внутрішньоклітинні процеси як у людини, так і в патогенів.