功能核酸概念的内涵与外延

对功能核酸概念的分析需要建立在对功能核酸研究的基础上,从内涵和外延两个方面来进行探析。从内涵来看,它是对具有特殊结构、执行特定生物功能的核酸分子的统称;从外延来看,它包括适体、核酸核酶、核糖开关、发光核酸、修饰核酸、功能核酸裁剪、核酸自组装、功能核酸纳米材料、核酸纳米酶、核酸药物、核酸补充剂以及DNA存储技术等。目前功能核酸已成功地应用于生物传感、生物成像、生物医学等诸多领域。对功能核酸这一概念进行了探讨,并尝试对其范畴、特点进行归纳总结,以期梳理和完善功能核酸的基本概念,促进该领域的进一步发展。     

DNA特殊二级结构及其应用进展

核酸在生命遗传过程中发挥着重要作用,其特殊的DNA二级结构不仅包含遗传信息,还可在体内发挥特定的生理功能、在体外被用作生物传感器的组成元件。目前,DNA特殊二级结构主要包括发卡(hairpin)、十字形(cruciform)、双螺旋(double helix)、三螺旋(triplex)、G-四联体(G-quadruplex)、G-三联体(G-triplex)和i-motif等。DNA特殊二级结构无论是在体外还是在体内均已被广泛研究,因此,基于已有的研究成果,概括总结了DNA特殊二级结构中G-quadruplex、G-triplex、i-motif的发展史、结构组成、特殊功能以及在生物传感、纳米材料、体内检测等方面的应用,最后剖析了目前在DNA特殊二级结构的研究中存在的问题与不足,并对其今后的研究方向做出了展望,以期为DNA特殊二级结构在生物传感、分子医学等领域的应用提供理论支持。     

Pb~(2+)功能核酸生物传感器的研究进展

Pb~(2+)在低浓度下对人体的神经系统、血液系统等带来多重损伤,尤其对儿童的神经系统产生不可逆的神经损害,在自然环境中也可以通过生物链传递进入到人体,对人体健康造成影响,因此Pb~(2+)的检测受到了人们的广泛关注。目前传统的Pb~(2+)检测技术主要包括大型仪器法,化学反应比色法,电化学方法等,但仍然存在着操作复杂、成本高、检测时间长等弊端。近年来,人们发现了利用功能核酸对Pb~(2+)进行检测具有简单、快速、灵敏、强特异性等优点,因此Pb~(2+)功能核酸生物传感器受到越来越多的关注。首先介绍了Pb~(2+)依赖型功能核酸的体外筛选方法及其结构性质;其次根据Pb~(2+)功能核酸传感器的信号输出方式进行分类,包括比色生物传感器、荧光生物传感器、电化学生物传感器、纳米材料生物传感器及其他类型的生物传感器等。同时还对传感器之间的原理、灵敏度、特异性、适用领域等方面进行比较和优缺点的简单评价;最后对Pb~(2+)功能核酸生物传感器的中存在的不足,以及未来的发展方向进行了展望,意在为今后研发更便携、更灵敏、更准确的Pb~(2+)功能核酸生物传感器提供理论参考。     

FEN1酶介导的功能核酸生物传感器的研究进展

瓣状核酸内切酶-1(Flap endonuclease 1,FEN1)是一种可以识别三碱基重叠结构(三核酸)并对其进行切割,释放出5’-flap片段的结构特异性酶,并且有着高效稳定的切割效率。基于此种特性,通过不同的信号输出方式,FEN1酶现被用于DNA、RNA、病毒等放大检测中。首先对FEN1酶的发现、性质以及作用方面做了相应介绍,然后根据所检测的靶物质不同,对FEN1酶所介导的生物传感器进行分类,主要包括对单核苷酸多态性的检测、甲基化检测、基因型检测、RNA检测、病毒检测、肿瘤检测和微生物检测等。此外,对FEN1酶与纳米材料的结合以及体内表征及治疗也进行了较为详细的介绍。同时,还对传感器之间的原理、灵敏度、特异性及适用领域等方面进行比较和优缺点的简单评价。最后,对FEN1酶所介导的生物传感器的中存在的不足,以及未来的发展方向进行了展望,旨在为今后研发更便携、更灵敏、更准确的FEN1功能核酸生物传感器提供理论参考。