Rápidas de teste colorimétrico para Qualitativamente Distinguir RNA e DNA em amostras biomoleculares

Grande parte da biologia das células ocorre através de interacções moleculares envolvendo DNA e RNA. ⁴ Estes ácidos nucleicos que ocorrem naturalmente (AN) interagem uns com os outros, ^{5, 6,} com as proteínas e com uma série de compostos de moléculas pequenas e ligandos in vivo (por exemplo, catiões divalentes ^7). As interacções podem ser de curta ou de longa duração (cineticamente), pode variar desde moderada a alta para baixa afinidade (força termodinâmica), e também podem apresentar uma variação substancial nas propriedades químicas e especificidade – algumas associações são bastante específicas (por exemplo, DNA · · · fatores de transcrição, RNA · · · fatores de splicing), enquanto outras interações são necessariamente muito mais genérico (por exemplo, o DNA · · · bacterianas proteínas de histona-like HU ^8). Não-específicas interações com AN pode ter consequências práticas para experimentos in vitro envolvendo misturas de biomolecules, uma vez que é possível, e mesmo provável, que alguns AEs vai associar com as biomoléculas de interesse, pelo menos em alguns subconjuntos de condições experimentais que está sendo usado (a força iónica, o pH da solução, etc.)

Considere-se, por exemplo, a produção de uma proteína de interesse (POI), através de sobre-expressão heteróloga da proteína recombinante em Escherichia coli da cultura de células; tal procedimento é realizado rotineiramente em virtualmente qualquer laboratório de biologia estrutural ⁹ Na preparação para experiências adicionais, tais. como caracterização bioquímica / biofísica, cristalização, etc., os esforços iniciais geralmente o foco sobre a obtenção de uma quantidade suficiente do PI em como uma forma pura quanto possível, de preferência como um espécime quimicamente homogéneo e biofísico monodisperso. Após a ruptura das células hospedeiras, os estágios iniciais de um fluxo de trabalho de purificação típico visam isolar o POI de E. proteínas de E. coli, ácidos nucleicos, fragmentos de paredes de células,e outros componentes do lisado celular. No entanto, o anfitrião AN pode co-purificar com o POI por várias razões fisico-químicas – um POI altamente básica pode não especificamente hospedeiro suspenso DNA / RNA, o POI pode ter uma actividade de ligação genérico NA (por exemplo, o HU acima mencionado); o POI pode ser um bastante específico proteína NA-ligação, mas exibem reactividade cruzada com RNAs hospedeiras ou DNAs; hospedeiro AN pode interagir com uma matriz de cromatografia e, assim, apenas co-eluir com o POI, e assim por diante. Indiscriminada, de alta afinidade de ligação do anfitrião AN a um PI pode representar um sério problema, porque as impurezas NA provavelmente vai interferir com os experimentos a jusante (por exemplo, ensaios de anisotropia de fluorescência de POI • RNA vinculativo ^10). Alternativamente, POI imprevisto · · · NA associações também podem ser vistos por acaso, como tais interações iluminar a capacidade do POI de ligação de ácidos nucleicos. De qualquer maneira, se AN são componentes-chave ou contaminantes, deve-se primeiro quantificar eidentificar o tipo (DNA, RNA) de co-purificação AN em preparação para ensaios a jusante.

Diversos métodos analíticos para a detecção de existir e quantificando AN numa amostra. A maior parte dos métodos disponíveis são fundamentalmente ou espectrofotométrica (por exemplo, um ₂₆₀ valores de absorvância e A ₂₆₀ / A ₂₈₀ rácios), fluorométrico (por exemplo, a ligação do tiazole de laranja ou de outros corantes fluorescentes para NA), ou colorimétrico (susceptibilidade de nucleósidos para as reacções químicas cromóforos que rendimento de absorção na região do UV-Vis do espectro electromagnético), tal como foi recentemente descrito por De Mey et al. ^{1 No} entanto, o passo crucial de identificar o tipo de polinucleótido como RNA ou DNA está para além do alcance de muitos destes quantificação abordagens. Aqui nós fornecemos um conjunto de ensaios colorimétricos para rapidamente identificar os tipos de componentes de NA em uma amostra protéica.

Os protocolos aqui descritos cum ser eficientemente executados sem passos adicionais de isolar as impurezas potenciais de NA, e dependem do ensaio de Benedict para açúcares redutores ^11, o ensaio de orcinol para pentoses ^{12,13, 14,15} e reacções difenilamina de 2'-deoxypentoses (Figuras 1 e 2) . O teste de Benedict (Figura 2a) utiliza a capacidade da forma linear, de cadeia aberta (aldeído) com um açúcar aldose para reduzir Cu ^{2 +,} com a oxidação concomitante de carbonilo do açúcar a uma porção de carboxilato de metilo e de produção de Cu ₂ O como um precipitado vermelho insolúvel. Esta reacção irá testar positivo com livre açúcares redutores tais como aldoses e cetoses (que converter as aldoses correspondentes, através de intermediários enediol), mas não com os açúcares pentose que estão bloqueados em forma cíclica, como parte do esqueleto covalente de um DNA ou RNA de polinucleótido. Devido à exigência de um minimalista funcionalidade hemiacetal livre, co outrompounds que poderia teste positivo neste ensaio – e, portanto, actuar como potenciais interferentes – incluem α-hidroxi-cetonas e oligossacarídeos curtos (por exemplo, a maltose dissacarídeo). Tanto do Bial orcinol (Figura 2b) e difenilamina Dische (Figura 2c), as reacções são baseados em destruição inicial da espinha dorsal de polinucleótidos, por despurinação do nucleósido e ácido-ou ainda catalisada por base a hidrólise dos nucleótidos mãe, para se obter furan-2 -carbaldeído (furfural) derivados; estes derivados reagem então com um fenol ou poli-hidroxi tais como orcinol (Bial) ou difenilamina (Dische de) os reagentes para formar produtos de condensação cor de estrutura química em grande parte desconhecida. O DNA versus ARN especificidade do ensaio do Dische decorre do facto de o açúcar pentose deve ser 2'-desoxigenada, a fim de ser susceptível à oxidação a ω-hydroxylevulinyl aldeído, o qual reage posteriormente com difenilaminasob condições ácidas, para se obter um condensado de azul brilhante (Figura 2c). Utilizando os protocolos descritos aqui simplificadas, verificou-se que estas reacções colorimétricas açúcar específicos podem diferenciar entre ARN e ADN, e também irá indicar a presença de açúcares redutores livres tais como a glicose, frutose, ribose, ou numa amostra biomolecular.