Biomics

Обнаружение специфичных нуклеотидных последовательностей является основой современных методов ДНК- и РНК-анализа, которое осуществляют, как правило, путем наработки фрагментов нуклеиновых кислот (НК) с помощью реакций амплификации с последующей детекцией результатов различными способами. Несмотря на огромное количество вариантов амплификации НК, одной из серьезных проблем является обеспечение высокой достоверности, напрямую связанной со специфичностью реакции синтеза ДНК. Ранее для разных ДНК-полимераз было показано протекание неспецифической амплификации даже в отсутствие матриц и праймеров. В данной работе показана склонность цепь-вытесняющих ДНК-полимераз весьма активно вести синтез ДНК ab initio. Наиболее ярко это свойство проявляется у термостабильных полимераз, что обусловлено, вероятно, высокой эффективностью образования в ходе термоциклирования пригодных для элонгации гетеродуплексов. С наибольшей скоростью синтез ДНК ab initio протекает при наличии в системе двуцепочечных ДНК, олиго-dT₁₈ или матриц, состоящих из нуклеотидных повторов.

Нуклеиновые кислоты, амплификация нуклеиновых кислот, синтез ДНК ab initio, цепь- вытесняющие ДНК-полимеразы, специфичность.

1. Бикбулатова С.М., Чемерис Д.А., Никоноров Ю.М., Машков О.И., Гарафутдинов Р.Р., Чемерис А.В., Вахитов В.А. Способы детекции результатов полимеразной цепной реакции в режиме реального времени // Вестн. Башгосуниверситета. 2012. Т. 17(1). С. 59-67.  
2. Гарафутдинов Р.Р., Галимова А.А., Сахабутдинова А.Р., Чемерис А.В. ПЦР-анализ специфичной к последовательности ультразвуковой фрагментации ДНК // Мол. биол. 2016. Т. 50. № 2. С. 272-278. https://doi.org/10.7868/S0026898416020051
3. Зырина Н.В., Антипова В.Н. Неспецифический синтез нуклеиновых кислот в реакциях изотермической амплификации // Биохимия. 2021. Т. 86.    № 7.    С.    1066-1077. https://doi.org/10.1134/S0006297921070099
4. Сахабутдинова А.Р., Мирсаева Л.Р., Оскорбин И.П., Филипенко М.Л., Гарафутдинов Р.Р. Устранение мультимеризации ДНК, возникающей при изотермической амплификации в присутствии ДНК полимеразы BST EXO- // Биоорг. химия. 2020. Т. 46. C. 56-64. https://doi.org/10.1134/S1068162020010082
5. Чемерис А.В., Магданов Э.Г., Гарафутдинов Р.Р., Вахитов В.А. Как исключить появление ложно- позитивных результатов при проведении полимеразной цепной реакции? // Вестн. биотехнол. физ.-хим. биол. 2012. Т. 8(3). С. 34-45.
6. Чемерис А.В., Чемерис Д.А., Магданов Э.Г., Гарафутдинов Р.Р., Нагаев Н.Р., Вахитов В.А. Причины ложно-негативной ПЦР и недопущение некоторых из них // Биомика. 2012. Т. 4(1). С. 31-47.
7. Чемерис Д.А., Магданов Э.Г., Машков О.И., Гарафутдинов Р.Р., Чемерис А.В. ПЦР с отложенным (горячим или задержанным) стартом // Биомика. 2011. Т. 2(1). С. 1-8.
8. Antipova V.N., Zheleznaya L.A., Zyrina N.V. Ab initio DNA synthesis by Bst polymerase in the presence of nicking endonucleases Nt.AlwI, Nb.BbvCI, and Nb.BsmI // FEMS Microbiol. Lett. 2014. V. 351. P. 1-6. https://doi.org/10.1111/1574-6968.12511
9. Bukasov R., Dossym D., Filchakova O. Detection of RNA viruses from influenza and HIV to Ebola and SARS- CoV-2: a review // Anal. Methods. 2021. V. 13. PP. 34-55. https://doi.org/10.1039/d0ay01886d
10. Garafutdinov R.R., Galimova A.A., Sakhabutdinova A.R. The influence of CpG methylation on ultrasonic DNA fragmentation // J. Biomol. Struct. Dyn. 2019. V. 37. P. 3877-3886. https://doi.org/10.1080/07391102.2018.1533888
11. Garafutdinov R.R., Gilvanov A.R ., Kupova O.Y., Sakhabutdinova A.R. Effect of metal ions on isothermal amplification with Bst exo- DNA polymerase // Int. J. Biol. Macromol.   2020.   V.   161.   P.1447-1455. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.08.028
12. Garafutdinov R.R., Gilvanov A.R., Sakhabutdinova A.R. The influence of reaction conditions on DNA multimerization during isothermal amplification with Bst DNA polymerase // Appl. Biochem. Biotechnol. 2020. V. 190.  P.  758-771.  https://doi.org/10.1007/s12010-019- 03127-6
13. Garafutdinov R.R.,  Sakhabutdinova A.R., Kupryushkin M.S., Pyshnyi D.V. Prevention of DNA   multimerization during isothermal amplification with Bst exo- DNA polymerase // Biochimie. 2020. V. 168. P. 259- 267. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2019.11.013
14. Ogata N., Miura T. Creation of genetic information by DNA polymerase of the archaeon Thermococcus litoralis: influences of temperature and ionic strength // Nucleic Acids.  Res.  1998.  V.  26.  P.  4652-4656. https://doi.org/10.1093/nar/26.20.4652
15. Ogata N., Miura T. Creation of genetic information by DNA polymerase of the thermophilic bacterium Thermus thermophilus // Nucleic Acids. Res. 1998. V. 26. P. 4657- 4661. https://doi.org/10.1093/nar/26.20.4657
16. Ogata N., Miura T. Genetic information 'created' by archaebacterial DNA polymerase // Biochem. J. 1997. V. 324. P. 667-671. https://doi.org/10.1042/bj3240667
17. Packer M.J., Dauncey M.P., Hunter C.A. Sequence- dependent DNA structure: dinucleotide conformational maps // J. Mol. Biol. 2000. V. 295. P. 71-83. https://doi.org/10.1006/jmbi.1999.3236
18. Qian J., Ferguson T.M., Shinde D.N., Ramírez- Borrero A.J., Hintze A., Adami C., Niemz A. Sequence dependence of isothermal DNA amplification via EXPAR // Nucleic Acids Res. 2012. V. 40. e87. https://doi.org/10.1093/nar/gks230
19. Rolando J.C., Jue E., Barlow J.T., Ismagilov R.F. Real-time kinetics and high-resolution melt curves in single-molecule digital LAMP to differentiate and study specific and non-specific amplification // Nucleic Acids Res.        2020.    V.    48(7).    e42. https://doi.org/10.1093/nar/gkaa099
20. Sakhabutdinova A.R., Kamalov M.I., Salakhieva D.V., Mavzyutov A.R, Garafutdinov R.R. Inhibition of nonspecific polymerase activity using poly(aspartic) acid as a model anionic polyelectrolyte // Anal. Biochem. 2021. V. 628. P. 114267. https://doi.org/10.1016/j.ab.2021.114267