Aplicaciones catalíticas de oligonucleótidos modificados

Los oligonucleótidos cuya función se encuentra asociada a procesos catalíticos o de reconocimiento molecular se los conoce como oligonucleótidos funcionales (ribozimas, DNAzimas, aptámeros) y sus aplicaciones abarcan el silenciamiento génico, el desarrollo de herramientas de diagnóstico y sensores, la biocatálisis y la nanotecnología. En este trabajo se estudió cómo optimizar el uso de estos oligonucleótidos mediante la incorporación de modificaciones químicas. Inicialmente, se estudió el efecto modulador de 2?-desoxi-2?-C-metilpirimidín nucleósidos sobre: la actividad hidrolítica y estabilidad en medios biológicos de la DNAzima 8-17 al ser incorporados en distintas posiciones de su núcleo catalítico; la potencia silenciadora y la especificidad de siRNAs al ser incorporados en distintas posiciones de las cadenas antisentido y sentido; la estabilidad termodinámica de oligonucleótidos de ADN formadores de dúplex e i-motif. Por último, se amplió el estudio a la DNAzima peroxidasa utilizando el oligonucleótido modificado en su totalidad con L-nucleótidos y el oligonucleótido inmovilizado, empleando un amplio repertorio de sustratos, entre ellos sulfuros y paracetamol.

Oligonucleotides whose function is associated with catalytic or molecular recognition processes are known as functional oligonucleotides (ribozymes, DNAzymes, aptamers) and their applications include gene silencing therapy, diagnostic tools and sensor development, biocatalysis and nanotechnology. In this work, we studied how to optimize the use of these oligonucleotides by incorporating chemical modifications. Initially, we studied the modulating effect of 2'-deoxy-2'-C-methylpyrimidin nucleosides on: the hydrolytic activity and stability in biological media of 8-17 DNAzyme when incorporated in different positions of their catalytic core; the silencing potency and specificity of siRNAs when incorporated in different positions of the antisense and sense strands; the thermodynamic stability of duplex and i-motif-forming DNA. Finally, the study was extended to the peroxidase DNAzyme using a fully modified sequence with L-nucleotides and also an immobilized sequence testing a wide repertoire of substrates, including sulfides and paracetamol.