$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Tipik Watson-Crick çift sarmalına ek olarak, nükleik asitler, guanin açısından zengin dizileri nedeniyle alternatif G-dörtlü (G4) formu gibi çeşitli ikincil yapıları benimseyebilir. G4 yapısı, dört guaninin Hoogsteen hidrojen bağları yoluyla etkileşime girdiği G-tetradlar adı verilen düzlemsel tetramerlerin oluşumuna dayanır. G-tetradlar, guanin çekirdeğinin merkezinde koordine edilen monovalent katyonlarla istiflenir ve daha da stabilize edilir (Şekil 1)1.

Şekil 1: G-dörtlü yapısının şematik gösterimi. (A) Bir G-tetradının şematik gösterimi. Düzlemsel dizi, Hoogsteen baz eşleşmesi ve merkezi bir katyon (M+) ile stabilize edilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
En az iki ardışık guanin nükleotidinin dört veya daha fazla çalışmasına sahip diziler, G-dörtlü yapılarda katlanabilen potansiyel G-dörtlü oluşturan dizilerdir (PQS'ler). PQS'ler, telomerler, gen promotörleri, ribozomal DNA ve rekombinasyon bölgeleri gibi birçok farklı hücresel bağlamda bulunur ve birçok biyolojik sürecin düzenlenmesinde rol oynar2. Bu nedenle, şu anda esas olarak hesaplama araçları aracılığıyla gerçekleştirilen insan genomundaki G4'lerin tanımlanması ve deneysel olarak doğrulanması, biyolojik olarak ilgili bir konudur3. Hesaplamalı tahminleri desteklemek veya öngörülemeyen G4 yapılarını tespit etmek için, bir DNA şablonundaki G4 oluşumunu tanımlamak için kimyasal haritalamaya dayalı erişilebilir bir yöntem burada gösterilmektedir ve G-tetrad yapısını oluşturan guaninlerin kesin olarak tanımlanmasını sağlar.
Rapor edilen kimyasal haritalama testi, G4 yapılarının oluşumunu takiben bis-3-kloropiperidinlerin (B-CeP'ler) guaninlerle farklı reaktivitesinden yararlanır. Nükleofiller 4,5,6,7,8,9 ile yüksek reaktiviteleri nedeniyle, B-CeP'ler, guanin nükleotidlerinin10 N7konumu ile çok verimli bir şekilde reaksiyona girme kabiliyetine sahip nükleik asit-alkilleyici ajanlardır. Alkilasyonu, tek ve çift sarmallı DNA yapılarında depurinasyon ve iplik bölünmesi takip eder. Aksine, G4 düzenlemelerinde G-tetradların oluşumunda yer alan guaninler, guaninlerin N7konumu Hoogsteen hidrojen bağlarında rol oynadığından, B-CeP alkilasyonuna karşı geçirimsizdir. B-CeP'lerin bu spesifik reaktivitesi, yalnızca G4 yapılarının saptanmasına değil, aynı zamanda tetrad(lar)ı oluşturan guaninlerin tanımlanmasına da izin verir, çünkü bunlar, tek ve çift sarmallı DNA'daki guaninlere kıyasla alkilasyondan göreceli korumalarından çıkarılabilir.
Kimyasal haritalama protokolü burada, potasyum katyonları 11,12 varlığında G4 düzenlemesini üstlenebilen bir 15-mer DNA olan trombin bağlayıcı aptamerin (TBA) karakterizasyonu için bir prob olarak B-CeP 1 (Şekil 2A) kullanılarak rapor edilmiştir. TBA'nın G4 düzenlemesi (G4-TBA), tek sarmallı formda TBA (ssTBA) ve çift sarmallı yapıyı (dsTBA) oluşturmak için tamamlayıcı dizisine tavlanmış TBA olmak üzere iki kontrol ile doğrudan karşılaştırılır (Tablo 1). Sondalama reaksiyonlarının ürünleri, alkillenmiş guaninlerde tek tek alkilasyon eklentilerini ve DNA zinciri bölünmesini bularak tek nükleotid seviyesinde yüksek çözünürlüklü poliakrilamid jel elektroforezi (PAGE) ile çözülür. Jel üzerinde görselleştirme, TBA oligonükleotidinin 3' ucunda bir florofor ile konjugasyonu ile sağlanır (Tablo 1). Bu protokol, TBA'nın farklı konformasyonlarında (G4 ve kontroller) nasıl katlanacağını ve B-CeP'ler ve ardından PAGE ile sondalama reaksiyonlarının nasıl gerçekleştirileceğini gösterir.