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Le sequenze di mwdaacidi nucleici ricche in mwdqguanina sono in grado di formare strutture a quattro filamenti note come mwdgG-quadruplex (o G-tetradi o Gmwdw4-DNA). Tali strutture sono generate attraverso mwealegami idrogeno tra quattro guanine (che formano la cosiddetta mweqtetrade) e stabilizzate attraverso la presenza di un mwegcatione monovalente (solitamente il mwewpotassio) che si dispone al centro della tetrade stessa.

I G-quadruplex possono essere costituiti da mwfqDNA, mwfgRNA, LNA e mwgaPNA. Possono essere intramolecolari, bimolecolari o tetramolecolari. A seconda della direzione dei filamenti, essi possono essere definiti paralleli o antiparalleli.

• Quadruplex telomerici

• Quadruplex non telomerici

• Ligandi in grado di legare i quadruplex

• Tecniche di predizione di G-quadruplex

• Note

• Bibliografia

• Collegamenti esterni

Le ripetizioni mwhatelomeriche, presenti in numerosi organismi, si dispongono a G-quadruplex mwhqmwhgin vitro (e, in alcuni casi, anche mwhwmwiain vivo). I telomeri umani (e di tutti i mwiqvertebrati) consistono infatti nella ripetizione della sequenza (TTAGGG) e la conseguente struttura è stata estensivamente analizzata attraverso mwigNMR e mwiwcristallografia a raggi X. La formazione dei quadruplex è in grado di ridurre l'attività dell'mwjaenzima mwjqtelomerasi, responsabile dell'elongazione dei telomeri, coinvolto in circa l'85% di tutte le forme di mwjgcancro e, per questo, possibile bersaglio di azione farmacologica.

Recentemente si è focalizzato molto l'interesse sulle localizzazioni dei G-quadruplex alternative ai telomeri. La comunità scientifica si è molto interessata al lavoro di Laurence Hurley sul mwkwproto-oncogene mwlacMyc, che ha mostrato di presentare un quadruplex in una regione ipersensibile all'attività delle mwlqnucleasi, critica per l'attività del gene.cite-ref-1[1] Da allora, sono stati individuati molti altri geni che presentano strutture a G-quadruplex nei rispettivi mwmgpromotori, come quelli della beta globina di pollo, la mwnaubiquitina-ligasi RFP2 umana ed i protooncogeni c-kit, mwngbcl-2, mwnwVEGF, mwoaH-ras e mwoqN-ras.

Sono state svolte analisi mwowgenomiche ad ampio spettro e sono state individuate 376000 regioni putative in grado di assumere conformazione a G-quadruplex nel genoma umano, sebbene non tutte siano probabilmente in grado di assumere tale conformazione mwpain vivo.cite-ref-2[2] Un simile studio ha individuato possibili conformazioni a G-quadruplex anche nei mwqqprocarioti.cite-ref-3[3] Esistono anche alcuni modelli che descrivono come i quadruplex siano in grado di regolare l'mwrgespressione genica. Un modello sostiene che la formazione di un quadruplex nei pressi di un promotore sia in grado di bloccare la mwrwtrascrizione del mwsagene. In un altro modello, il quadruplex si forma presso regioni contenenti mwsqDNA non codificante e contribuirebbe a mantenere aperto il DNA nelle regioni codificanti, aumentandone la trascrizione.

Un metodo per indurre o stabilizzare la formazione di G-quadruplex è quello di introdurre una molecola in grado di legare la struttura. Esistono diversi composti in grado di ottenere tale scopo, di grande interesse sotto il profilo farmaceutico. Tra di essi figurano diverse proteine naturali, come le RecQ mwuwelicasi implicate nelle sindromi mwvaBloom e di mwvqWerner e la proteina RAP1 si mwvgSaccharomyces cerevisiae. È stata sviluppata anche la proteina sintetica Gq1, costituita da tre mwvwzinc-fingers e specifica per i G-quadruplex.

L'identificazione e la predizione di sequenze in grado di conformarsi a G-quadruplex è fondamentale per comprendere meglio il loro ruolo. Una regola messa a punto per predire la presenza di presunti G-quadruplex è quella di individuare la mwwgsequenza consenso d(Gmwww3+Nmwxa1-7Gmwxq3+Nmwxg1-7Gmwxw3+Nmwya1-7Gmwyq3+), dove N può essere una qualsiasi mwygbase azotata.

cite-note-11. ↑ mwaqmwagmwawAdam Siddiqui-Jain, Cory L. Grand, David J. Bearss and Laurence H. Hurley. Direct evidence for a G-quadruplex in a promoter region and its targeting with a small molecule to repress c-MYC transcription. PNAS September 3, 2002 vol. 99 no. 18 11593-11598, su mwbapnas.org.

cite-note-22. ↑ mwcamwcqmwcgJulian L. Huppert and Shankar Balasubramanian. Prevalence of quadruplexes in the human genome. Nucleic Acids Research 2005 33(9):2908-2916, su mwcwnar.oxfordjournals.org.

cite-note-33. ↑ mwdwmweamweqPooja Rawal, Veera Bhadra Rao Kummarasetti, Jinoy Ravindran, Nirmal Kumar, Kangkan Halder, Rakesh Sharma, Mitali Mukerji, Swapan Kumar Das and Shantanu Chowdhury. Genome-wide prediction of G4 DNA as regulatory motifs: Role in Escherichia coli global regulation. Genome Res. 16:644-655, 2006, su mweggenome.org.

• mwfgQuadruplex Nucleic Acids (ISBN 0-85404-374-8) Neidle & Balasubramanian (Eds.) 2006, su chemistry.rsc.org. URL consultato il 27 dicembre 2007 (archiviato dall'url originale il 30 settembre 2007).

• mwgaHighly prevalent putative quadruplex sequence motifs in human DNA, Todd, Johnston, and Neidle, NAR 2005 33(9) 2901-2907, su nar.oxfordjournals.org.

• mwggQuadruplex DNA: sequence, topology and structure, Burge, Parkinson, Hazel, Todd and Neidle, NAR 2006 34(19) 5402-5415, su nar.oxfordjournals.org.

• mwhgQuadbase - dati su putativi G-quadruplex

• mwiaGreglist - banca dati contenente geni potenzialmente regolati da G-quadruplex