С момента открытия структуры ДНК ученые не перестают модифицировать её всевозможными способами как для изменения её свойств, так и для получения новых. В качестве такой модификации производится, например, замена уотсон-криковских пар оснований на неканонические пары, опосредованные ионами металлов. В данной работе исследовались пары цитозин-цитозин, опосредованные ионами серебра. Для таких пар ранее уже были показаны высокие химическая и термическая стабильности. Как правило, в статьях изучаются или отдельные пары мисматчей, которые могут быть использованы, например, для детектирования свободных ионов серебра в растворах, или достаточно длинные последовательности цитозинов, формирование структур которых происходит только в присутствии ионов серебра. Кроме того, исследуемые пары оснований могут быть использованы в ДНК-нанотехнологиях или ДНК-оригами, благодаря высокой специфичности связывания серебра с парой цитозин-цитозин. Таким образом, данная тема исследований является актуальной, а результаты, полученные в рамках работы на ней могут быть применены в различных областях наук.

В ходе данного исследования олигонуклеотиды с различной длиной последовательности цитозинов (от 8 до 16), которые обрамлены комплементарными участками длиной. Первоначальными целями исследования были проверка влияния различного числа ионов серебра на образование дуплексов и их стабильность, таким образом данная работа заполнит область между отдельными парами и значительными последовательностями цитозинов. Для этих задач применялись методы плавления и гель-электрофореза. Методом плавления было обнаружено две температуры плавления, одна порядка 30 С. а другая более 40 С, при различном количестве ионов серебра на дуплекс (количество серебра варьировалось от 0 до n, где n – это количество пар цитозин-цитозин в дуплексе). При этом повышение количества серебра приводило к сдвигу на 1-2 С более низкой температуры плавления в область высоких температур, а также появлению более высокой температуры. Измерения проводились в содиум-боратном буфере с рН 7.0 с различной ионной силой. Затем ионы серебра, связанные с цитозинами, восстанавливались боргидридом натрия для проверки формирования нанокластеров серебра. В данной части работы важную роль играла олигонуклеотидная матрица, которая можем привести к восстановлению нанокластеров серебра с различными свойствами.

Since the discovery of the DNA structure, scientists have not ceased to modify it in all sorts of ways, both to alter its properties and to obtain new ones. One of such modifications, for example, is the replacement of Watson-Crick base pairs with non-canonical pairs mediated by metal ions. In this work, cytosine-cytosine pairs mediated by silver ions were studied. For such pairs, high chemical and thermal stability has already been shown earlier. Generally, either individual pairs of mismatches, which can be used, for example, to detect free silver ions in solutions, or rather long sequences of cytosines, the formation of structures of which occurs only in the presence of silver ions are studied in the articles. Moreover, the studied base pairs can be used in DNA nanotechnologies or DNA origami due to the high specificity of silver binding to the cytosine-cytosine pair. Thus, this research topic is relevant, and the results obtained in the work may be applied in various fields of science.

In this study, oligonucleotides with different sequence lengths of cytosines (from 8 to 16), which are framed by complementary regions of length. The original aims of the study were to test the effect of different numbers of silver ions on duplex formation and stability, so this work will fill in the region between single pairs and significant sequences of cytosines. For these tasks, the methods of melting and gel electrophoresis were applied. The melting method revealed two melting temperatures, one of the order of 30 C. and the other over 40 C, with a different amount of silver ions per duplex (the amount of silver varied from 0 to n, where n is the number of cytosine-cytosine pairs in the duplex). An increase in the amount of silver led to a shift by 1-2 C of a lower melting temperature to the region of high temperatures, as well as the appearance of a higher temperature. The measurements were carried out in sodium borate buffer pH 7.0 with various ionic strengths. Then, silver ions associated with cytosines were reduced with sodium borohydride to check the formation of silver nanoclusters. In this part of the work, an important role was played by the oligonucleotide matrix, which may lead to the reduction of silver nanoclusters with different properties.