Hesapsal Araçlarla Kilitli Nükleik Asitin (lna) Yapısal Ve Fonksiyonel Özellıklerının Araştırılması

Abstract

Kilitli nükleik asit (LNA) bir veya daha fazla LNA nükleotid monomeri içeren sentetik RNA türevidir. Şeker-fosfat ana hattında riboz kısmı yapısal olarak 2’-oksijen ve 4’-karbon atomlarından metilen köprüsü ile sınırlandırılmıştır. Bu bağlantı şeker halkasını DNA ve RNA sekanslarına komplementer hibrid oluşumuna müsade eden 3’-endo (N-tip) konformasyonuna sabitler. Bu sayede LNA bisiklik furanoz birimine sahip RNA taklidi konformasyona kilitlenmiştir. Bu çalışmada kilitli nükleik asitin beş bazı (adenin, timin, urasil, guanin ve sitozin) gaz fazındaki farklı konformasyonları araştırılmıştır. Bu çalışmanın amacı her bir LNA bazının gaz fazındaki konformasyonal evreninden yola çıkarak literatürde deneysel olarak kanıtlanmış tanı ve tedavi yöntemlerinde LNA’ya avantaj getiren nedenleri saptamak ve ileriki çalışmalar için öngörülerde bulunmaktır. Bu yapıların yapısal ve elektronik karakterlerinin hesaplamaları ayrıntılı olarak öncelikle Spartan programı aracılığıyla moleküler mekanik düzeyde ve daha sonra Gaussian 03 sürüm C.02 programı aracılığıyla B3LYP/6-31G** ve HF/6-31G** düzeylerinde incelenmiştir.

Locked nucleic acid (LNA) is a synthetic RNA derivative containing one or more LNA nucleotide monomers. The ribose moiety in sugar-phosphate backbone is structurally constrained by a methylene bridge between the 2’-oxygen and the 4’-carbon atoms. The link ‘locks’ the sugar ring in the fixed 3’-endo (N-type) conformation preferable for the formation of hybrids with complementary DNA or RNA sequences. Consequently LNA has a bicyclic furanose unit locked in an RNA-mimicking conformation. In this study five bases with locked nucleic acid (adenine, thymine, uracil, guanine, and cytosine) have been investigated for their different conformations in the gas phase. The aim of this study is to start with investigating the conformational space of each LNA’s completely in the gas phase to determine the advantages of LNA in the diagnostic and therapeutic applications proven in the literature and foresight further studies. These structures have been investigated in detail structural and electronic characteristics firstly at Molecular Mechanics as implemented in Spartan and secondly at B3LYP/6-31G** and HF/6-31G** levels as implemented in Gaussian 03 Version C.02.