Oligonucleotídeo

Os Oligonucleotídeo ou oligos são polímeros curtos de cadeia simples ou cadeia dupla de ácidos nucleicos.

Os Oligonucleotídeo são uma cadeia curta de ácido nucleico geralmente consistindo em até aproximadamente 20 nucleotídeos

O que é um oligonucleotídeo?

Um oligonucleotídeo é uma cadeia curta de moléculas de DNA ou RNA que tem muitos usos na biologia molecular e na medicina.

É usado como uma sonda para rastrear doenças, infecções virais e identificar genes em experimentos de biologia molecular.

Também é usado como iniciador em um tipo de sequenciamento de DNA.

Para entender um oligonucleotídeo, ajuda a entender a estrutura do DNA.

As moléculas de DNA são bobinas muito longas de duas cadeias, compostas por quatro unidades básicas de nucleotídeos diferentes, organizadas em ordens variadas. Cada unidade tem uma base complementar que irá ligar, então cada fio tem um conjunto oposto de bases que o ligam. Essas bases podem formar uma grande variedade de combinações diferentes, e é a combinação de bases que fornece o código genético.

O DNA é transcrito para produzir RNA mensageiro (mRNA), que é então traduzido para produzir proteínas.

Os oligonucleotídeos são identificados pelo seu comprimento de cadeia. Por exemplo, um oligonucleotídeo com dez bases nucleotídicas seria chamado de dez mer. Eles geralmente são sintetizados quimicamente, e o tipo de síntese limita o comprimento da cadeia a menos de 60 bases.

Em um tipo de sequenciamento de DNA conhecido como sequenciamento didesoxi, os oligonucleotídeos são usados como primer, de modo que a enzima que produz o DNA terá um modelo para trabalhar.

Utiliza-se DNA de fita simples e um oligonucleotídeo que é complementar à fita de DNA é sintetizado usando uma máquina automatizada.

A polimerase de DNA que sintetiza o DNA continua adicionando ao primer e sintetiza a fita oposta do DNA. Essa reação produz DNA de fita dupla.

Um uso mais recente de oligonucleotídeos como iniciadores está na reação em cadeia da polimerase que é usada para amplificar pequenos fragmentos de DNA. Essa técnica tem usos altamente práticos, como nos testes forenses e de paternidade. Ele também revolucionou a pesquisa em medicina e ciências biológicas, uma vez que é frequentemente usada em experimentos de engenharia genética.

Uma série de sondas oligonucleotídicas é frequentemente usada para isolar genes de uma biblioteca de genes ou DNAs complementares (cDNAs). As bibliotecas de cDNA consistem em DNA de fita dupla, no qual uma fita é derivada de uma fita de mRNA e a outra é complementar a ela. Tais bibliotecas têm a vantagem de não terem as lacunas frequentemente encontradas nos genes de organismos superiores.

A estrutura dos genes de muitos organismos é conhecida devido a projetos de sequenciamento e está disponível ao público. Se alguém quiser clonar um gene de outro organismo, poderá ver o que é conhecido sobre o gene em outros organismos e projetar sondas com base em áreas comuns nessas sequências.

Os pesquisadores então têm uma série de sondas oligonucleotídicas sintetizadas que levam em consideração possíveis variações na área comum.

Eles examinam a biblioteca com essas sondas e procuram oligonucleotídeos que se ligam. Muitos genes foram identificados dessa maneira.

Um oligonucleotídeo antisense contém uma única fita de RNA ou DNA que é o complemento de uma sequência de interesse. Uma vez que um gene específico que codifica uma proteína é clonado, o RNA antisense é freqüentemente usado para bloquear sua expressão ligando-se ao mRNA que a sintetizaria. Isso permite que os pesquisadores determinem os efeitos no organismo quando ele não produz essa proteína.

Os oligonucleotídeos anti-sentido também estão sendo desenvolvidos como novos tipos de drogas para bloquear RNAs tóxicos.

Os chips de microarray foram outra área em que os oligonucleotídeos foram de grande utilidade. São lâminas de vidro, ou alguma outra matriz, que têm manchas contendo milhares de sondas de DNA diferentes – nesse caso, feitas de oligonucleotídeos. Eles são uma maneira muito eficiente de testar alterações em vários genes diferentes ao mesmo tempo. O DNA é ligado a um composto que muda de cor, ou fluorescente, se o DNA complementar se ligar a ele, então as manchas mudam de cor se houver uma reação com o DNA de teste.

Algumas das coisas para as quais os microarranjos de oligonucleotídeos são usados incluem a pesquisa de doenças genéticas.

Por exemplo, existem pequenas sondas que representam a atividade de genes envolvidos no câncer de mama, BRCA1 e BRCA2.

É possível descobrir se uma mulher tem uma mutação em um desses genes e analisá-la mais para ver se ela tem predisposição para o câncer de mama.

Existe um microarray chamado ViroChip que possui sondas para cerca de 20.000 genes de vários vírus patogênicos que foram sequenciados. As secreções corporais, como a fleuma, podem ser analisadas com o chip, que geralmente pode identificar com que tipo de vírus uma pessoa está infectada. A identificação de infecções virais pode ser bastante difícil, pois os sintomas geralmente são semelhantes aos diferentes tipos de vírus.

Resumo

Os oligonucleotídeos sintéticos são cadeias de ácidos polinucleares modificados ou não modificados que podem conter muitos tipos de grupos funcionais, dependendo do uso pretendido ou de onde são encontrados em fontes biológicas.

Existem cinco bases comuns encontradas na maioria dos oligonucleotídeos naturais. Um nucleotídeo é composto de três unidades, uma base contendo nitrogênio, um açúcar com cinco carbonos e um a dois ou três grupos fosfato.

Duas dessas bases são derivadas de purinas chamadas purinas. Estes são adenina e guanina.

Três das bases são derivados de pirimidina chamados pirimidinas. Estes são citosina, timina e uracilo. A adição da porção ribose ou da porção 2-desoxirribose a uma base forma um nucleosídeo.

Os oligonucleotídeos à base de ácido desoxirribonucléico (DNA) contêm adenosina (A), guanosina (G), citidina (C) e timina (T) monômeros ligados por ligações 3 ‘, 5’-fosfodiéster.

O DNA presente nos genomas codifica as informações genéticas necessárias para o desenvolvimento e as funções de todos os organismos vivos conhecidos e de muitos vírus.

A maioria das moléculas de DNA existe como uma dupla hélice composta por duas cadeias complementares. Os oligonucleotídeos do ácido ribonucleico (RNA) contêm adenosina (A), guanosina (G), uridina (U) e citidina (C) monômeros ligados por ligações 3 ‘, 5’-fosfodiéster. O RNA tem muitas funções biológicas, como codificação, regulação e expressão de genes.

Na natureza, o RNA é freqüentemente encontrado como uma molécula dobrada de fita simples. Algumas moléculas de RNA também são moléculas catalíticas.

A incorporação de um grupo fosfato na extremidade 5 ‘ou 3′ dos oligonucleotídeos permite reações de ligação ou extensão.

A marcação de oligonucleotídeos com moléculas de fluoróforos e inibidores permite o desenho de sondas moleculares. A conjugação de tiol, amino ou outros grupos reativos com oligonucleotídeos permite acoplamento covalente a outras moléculas ou compostos funcionais secundários. As moléculas alvo selecionadas podem ser enzimas, peptídeos, proteínas, toxinas, peptídeos que penetram nas células ou espaçadores e ligantes.

A síntese automatizada em fase sólida usando o método fosforamidita permite a síntese eficiente de oligonucleotídeos e conjugados. Os fosforamiditos 2’-desoxinucleósidos protegidos (dA, C, G, T), RNAs (A, U, C, G) ou outros nucleotídeos quimicamente modificados são blocos de construção. No entanto, outros blocos de construção, como ácidos nucleicos em ponte (BNAs), também podem ser usados.

Os oligonucleotídeos de fita simples (ss) e de fita dupla (ds) são ferramentas moleculares úteis na pesquisa de DNA e RNA, diagnóstico molecular e terapêutica.

Os primers à base de oligonucleotídeo para a reação em cadeia da polimerase revolucionaram a pesquisa em biologia molecular. Além disso, os oligonucleotídeos e seus conjugados são agora usados em experimentos de expressão gênica, como sondas para microarranjos, tecnologias anti-sentido, para hibridização in situ e como transportadores de drogas.

Fonte: www.biosyn.com/sfvideo.blob.core.windows.net/www.wisegeek.org/informaconnect.com/ispe.org/www.merriam-webster.com/www.biologyonline.com/www.oligotherapeutics.org