Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.
Method Article
* Estos autores han contribuido por igual
Photostable cyanine dyes are attached to oligonucleotides to monitor hybridization by energy transfer.
En este protocolo, se demuestra un método para la síntesis de 2'-alquino modificado hebras ácido desoxirribonucleico (ADN) por síntesis en fase sólida automatizada usando química de fosforamidita estándar. Los oligonucleótidos se post-sintéticamente etiquetados por dos nuevos tintes de cianina fotoestables utilizando catalizada por cobre click-química. La síntesis tanto de tinte donador y el aceptor se describe y se realiza en tres pasos consecutivos. Con el ADN como la arquitectura circundante, estos dos colorantes se someten a una transferencia de energía cuando se ponen en estrecha proximidad por hibridación. Por lo tanto, la hibridación de dos cadenas de ADN de cadena sencilla se visualiza mediante un cambio de color de la fluorescencia. Este cambio de color se caracteriza por espectroscopia de fluorescencia, pero también puede ser observada directamente mediante el uso de una lámpara de ultravioleta de mano (UV). El concepto de una lectura de fluorescencia de dos colores hace que estas sondas de oligonucleótidos excelentes herramientas para imágenes moleculares especialmente cuando el pho descritose utilizan colorantes tostable. De este modo, se evita que photobleaching de las sondas de formación de imágenes, y los procesos biológicos se puede observar en tiempo real para un período de tiempo más largo.
La imagen molecular representa una técnica fundamental para la comprensión de los procesos biológicos dentro de las células vivas. 1-3 El desarrollo de sondas basadas en ácidos nucleicos fluorescentes para tales aplicaciones químico-biológicas se ha convertido en un campo de investigación en expansión. Estas sondas fluorescentes tienen que cumplir con algunos requisitos para convertirse en herramientas adecuadas para imágenes de células. En primer lugar, los tintes aplicados deben exhibir fluorescencia con altos rendimientos cuánticos, los cambios grandes de Stokes y, sobre todo, las altas fotoestabilidades para permitir a largo plazo de imágenes in vivo. Y en segundo lugar, deben mostrar una lectura de fluorescencia fiable. Convencional cromóforo-extintor-sistemas se basan en la lectura de un solo color fluorescencia mediante simples cambios en la intensidad de fluorescencia. 4 Este enfoque conlleva el riesgo de resultados positivos falsos o negativos falsos debido a la autofluorescencia de los componentes intracelulares o baja relación señal-ruido debido a enfriamiento no deseado por otro comcomponentes. 4
Recientemente hemos informado sobre el concepto de "semáforos" de ADN que muestran lecturas de fluorescencia de dos colores mediante el uso de dos cromóforos diferentes. 5-6 El concepto se basa en la transferencia de energía (ET) a partir del colorante donante al colorante aceptor que cambia la fluorescencia Color (ver Figura 1). Esto permite una lectura más fiable y por lo tanto proporciona una poderosa herramienta para sondas de imagen fluorescentes. Etiquetado de oligonucleótidos con colorantes fluorescentes se puede lograr mediante dos enfoques diferentes. Los colorantes se pueden incorporar durante la síntesis química de ADN sobre una fase sólida mediante el uso de bloques de construcción de fosforamidita correspondientemente modificados. 7 Este método se limita a colorantes que son estables bajo condiciones de fosforamidita y desprotección estándar. Como alternativa, las metodologías de modificación post-sintéticos fueron establecidos en la química de oligonucleótidos. Aquí, demostramos la síntesis de una de nuestras nuevas fotosenergía tabla de pares de transferencia de 8,9 y el etiquetado de post-sintética de ADN mediante el uso de cobre-1,3-catalizada cicloadición entre azidas y alquinos (CuAAC). 10
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Precaución: Por favor, consulte a todas las hojas de datos de seguridad de materiales pertinentes (MSDS) antes de usar. Varios de los productos químicos utilizados en estas síntesis son tóxicos y cancerígenos. Por favor, use todas las prácticas apropiadas de seguridad que normalmente se requieren en los laboratorios de química orgánica, tales como el uso de una bata de laboratorio, gafas de seguridad y guantes.
1. Síntesis de los colorantes
Nota: Ambos colorantes pueden ser sintetizados por los mismos tipos de reacción Figura 2 muestra una visión general de estas reacciones..
2. Síntesis de las cadenas de ADN
Nota: La síntesis de las cadenas de ADN se lleva a cabo utilizando el método de la fosforamidita en fase sólida, como se describe por M. Caruthers 11 en un sintetizador de ADN. El funcionamiento del sintetizador se prueba antes del procedimiento sintético, y los reactivos se renuevan sinecesario.
3. Procedimiento de "clic"
4. La purificación por HPLC
Nota: Antes de la separación de las hebras de ADN se aseguran de que la HPLC está funcionando adecuadamente, lo suficientemente solvente está disponible y la columna está limpio. Enjuague columna con la concentración de partida de tampón / acetonitrilo.
Nota: La concentración se determina midiendo la absorción a 260 nm utilizando un espectrofotómetro UV / VIS, sobre la base de los coeficientes de extinción (ε 260) de las bases de ADN y el colorante.
6. Preparación de la muestra y Espectroscopía
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
La absorción y fluorescencia espectros del ADN de una sola y de doble cadena se registran como se muestra en la Figura 4.
Los espectros de absorción registrada (Figura 4 derecha) muestran la absorción máximos λ max a 465 nm para DNA1 de cadena sencilla (colorante 1) y 546 nm para DNA2 de cadena sencilla (colorante 2). El DNA1_2 recocido (tinte y tinte 1 2) muestra máximos a 46...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Este protocolo muestra el procedimiento completo para etiquetar ADN post-sintéticamente a través de CuAAC por los tintes fluorescentes azida modificado. Esto incluye la síntesis de los colorantes y el ADN alquino-modificado, así como el procedimiento de etiquetado.
La síntesis de los colorantes sigue cuatro pasos. Todos los productos pueden ser obtenidos por una precipitación bastante simple debido a su carga positiva y no se necesita cromatografía en columna consume mucho tiempo. La ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
The authors have nothing to disclose.
El apoyo financiero de la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Wa 1386 / 17-1), el Grupo de Investigación de Formación GRK 2039 (financiado por la DFG) y el KIT se agradece.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
synthesis | |||
4-Picoline | Sigma Aldrich | 239615 | |
1,3-Diiodopropane | Sigma Aldrich | 238414 | |
Acetonitrile | Fisher Scientific | 10660131 | HPLC grade |
Ethyl acetate | Fisher Scientific | 10456870 | technical grade |
Sodium azide | Sigma Aldrich | 71290 | p.a. grade |
Dichloromethane | Fisher Scientific | 10626642 | technical grade |
Indole-3-carboxaldehyde; 98% | ABCR | AB112969 | |
Potassium carbonate, 99+% | Acros | 424081000 | |
dimethylcarbonate | Sigma Aldrich | 517127 | |
N,N-Dimethylformamide, 99.8%, Extra Dry over Molecular Sieve | Acros | 348435000 | |
Sodium sulfate | Bernd Kraft | 12623.46 | |
Ethanol, 99.5% | Acros | 397690010 | |
Piperidine, 99% | Acros | 147181000 | |
Diethylether | Fisher Scientific | 10407830 | technical grade |
2-Phenylindole-3-carboxaldehyde; 97% | ABCR | AB125050 | |
4-Methylquinoline | ABCR | AB117222 | |
DNA synthesis | |||
Expedite 8909 Nucleic Acid Synthesizer | Applied Biosystems | - | |
DMT-dA(bz) Phosphoramidite | Sigma Aldrich | A111081 | |
DMT-dT Phosphoramidite | Sigma Aldrich | T111081 | |
DMT-dG(dmf) Phosphoramidite | Sigma Aldrich | G11508 | |
DMT-dC(bz) Phosphoramidite | Sigma Aldrich | C11108 | |
Amidite Diluent for DNA synthesis | Sigma Aldrich | L010010 | |
Ultrapure Acetonitrile for DNA synthesis | Sigma Aldrich | L010400 | |
Cap A | Sigma Aldrich | L840000 | |
Cap B | Sigma Aldrich | L850000 | |
CPG dT Column 1.0 µmole | Proligo Reagents | T461010 | |
CPG dA(bz) Column 1.0 µmole | Proligo Reagents | A461010 | |
CPG dG(ib) Column 1.0 µmole | Proligo Reagents | G461010 | |
CPG dC(bz) Column 1.0 µmole | Proligo Reagents | C461010 | |
ammonia (aqueous solution) | Fluka Analytical | 318612 | |
centrifugal devices nanosep 0.45 µm | Pall | ODGHPC34 | |
5-(Benzylthio)-1H-tetrazole (Activator) | Sigma Aldrich | 75666 | |
2'-O-propargyl deoxyuridinephosphoramidite | Chem Genes | ANP-7754 | |
workup | |||
vacuum concentrator | Christ | ||
clicking procedure | |||
Tetrakis(acetonitrile)copper(I) hexafluorophosphate | Sigma Aldrich | 346276 | |
Sodium acetate | Sigma Aldrich | S2889 | |
(+)-Sodium L-ascorbate | Sigma Aldrich | A7631 | |
EDTA disodium salt | Sigma Aldrich | E5134 | |
TBTA-ligand | - | - | synthesized according to a literature procedure1 |
HPLC | |||
HPLC-system | Shimadzu | ||
MALDI-Biflex-IV spectrometer | Bruker Daltonics | ||
LC-318 C18 column | Supelcosil via Sigma Aldrich | 58368 | |
determination of concentration | |||
ND 1000 Spectrophotometer | nanodrop | ||
sample preparation and spectroscopy | |||
Cary 100 Bio | Varian | ||
Fluoromax-3 fluorimeter | Jobin-Yvon | ||
1 R. Chan Timothy, R. Hilgraf, K. B. Sharpless, V. Fokin Valery, Org Lett 2004, 6, 2853-2855. |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Solicitar permiso para reutilizar el texto o las figuras de este JoVE artículos
Solicitar permisoThis article has been published
Video Coming Soon
ACERCA DE JoVE
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Todos los derechos reservados