DNA je nositeľkou genetickej informácie a zodpovedá za všetky životné procesy. V posledných rokoch minulého storočia výrazne stúpol záujem o skúmanie interakcií DNA s mnohými liečivými alebo toxickými ligandami. Konštatovali to vo svojej práci autorky Dominika Bartánusová, Lenka Ramajová, Jana Blaškovičová, Ústav analytickej chémie, Fakulta chemickej a potravinárskej technológie, STU, Bratislava. Ich práca nesie názov Analytické sledovanie interakcií DNA s vybranými nanočasticami pomocou DNA biosenzora.
„Vystavenie DNA vplyvu rôznych endogénnych a exogénnych chemických agensov vedie k poškodeniu jej štruktúry. Jednou z látok, ktoré by mohli interagovať s DNA, je aj triklosan, ktorý sa používa ako aktívna zložka v zubných výrobkoch a prípravkoch ústnej hygieny. Doposiaľ však nie je známy presný mechanizmus jeho degradácie v ľudskom tele a z toho dôvodu nie sú preskúmané ani všetky nebezpečné účinky na živé organizmy.“
Strieborné nanočastice majú podľa autoriek práce široké uplatnenie v oblasti medicíny a lekárskej diagnostiky, pretože vďaka svojim malým rozmerom sú schopné prenikať do buniek, kde pôsobia ako transportné médiá alebo kontrastné látky. „Využívajú sa hlavne vďaka ich antimikrobiálnemu účinku, a to aj v prípravkoch ústnej hygieny. Biosenzor je analytické zariadenie, ktoré je schopné poskytovať špecifickú kvantitatívnu alebo semikvantitatívnu analytickú informáciu. Biosenzor obsahuje citlivý prvok biologického pôvodu (bioelement) alebo od biológie odvodenú zložku (receptor), ktorý je buď súčasťou alebo sa nachádza v úzkom kontakte s fyzikálno-chemickým prevodníkom.“
Ako ďalej pokračujú autorky, reakciou bioelementu s analytom vzniká analytický signál, ktorý sa pomocou prevodníka mení na merateľný elektrický signál. „Nízke náklady, vysoká citlivosť, možnosť miniaturizácie alebo schopnosť pracovať so zakalenými vzorkami predstavujú výhody elektrochemických prevodníkov, ktoré patria medzi najpoužívanejšie typy využívané v konštrukcii biosenzorov. Elektrochemické biosenzory založené na DNA sa úspešne používajú v mnohých aplikáciách, ako je monitorovanie a vyhodnocovanie mechanizmov interakcie medzi DNA a rôznymi liečivami, rýchle monitorovanie kovov alebo znečisťujúcich látok v životnom prostredí alebo priame sledovanie hybridizačných procesov DNA.“ Cieľom tejto práce je elektrochemická detekcia možnej toxicity triklosanu a strieborných nanočastíc voči DNA pomocou biosenzora.
Na exprerimentálnu časť sa použil roztok dvojvláknovej DNA (dsDNA) z lososích spermií s koncentráciou 1mg.ml-1, zásobný roztok triklosanu s koncentráciou 8,6.10-4 mol.dm-3 a zásobný roztok strieborných nanočastíc (AgNPs) s koncentráciou 1.10-3 mol.dm-3. Zaznamenával sa cyklický voltampérogram (CV) a štvorcovovlnový voltampérogram (SWV) vo fosfátovom tlmivom roztoku na pracovnej elektróde zo skleného uhlíka (GCE).
Prvým krokom bolo sledovanie elektrochemického správania sa strieborných nanočastíc na povrchu pracovnej uhlíkovej elektródy a príprava DNA biosenzora. „Následne sme sledovali vplyv nanočastíc na DNA biosenzor metódami CV a SWV, kde sme zistili, že nedochádza k prenikaniu nanočastíc do štruktúry DNA. Preskúmalo sa správanie triklosanu na povrchu pracovnej GCE elektródy. Ďalším krokom bolo sledovanie vplyvu triklosanu na DNA/GCE a na AgNPs/DNA/GCE biosenzor, kde sme potvrdili negatívny vplyv triklosanu na štruktúru DNA.“
Autorky v závere uvádzajú, že metódami CV a SWV sa optimalizovali podmienky na skúmanie vplyvu triklosanu a následne sa aplikovali na analýzu s DNA biosenzorom. „Z výsledkov sa zistilo, že interakcia triklosanu s molekulou DNA prebieha pomocou elektrostatickej interakcie medzi záporne nabitou kostrou deoxyribonukleovej kyseliny a katiónmi triklosanu vytvorenými vo vhodnom rozpúšťadle. Pri sledovaní vplyvu strieborných nanočastíc rôznych veľkostí na DNA/GCE biosenzor sa nezistil významný negatívny vplyv na štruktúru DNA. Pri skúmaní reakcie DNA/GCE biosenzora s imobilizovanou vrstvou strieborných nanočastíc na povrchu elektródy (AgNPs/DNA/GCE) s triklosanom sa zistilo menšie poškodenie DNA štruktúry.“
Príspevok vyšiel v zborníku celoslovenskej Študentskej vedeckej konferencie s medzinárodnou účasťou s názvom Chémia a technológie pre život, organizovanej v priestoroch Fakulty chemickej a potravinárskej technológie STU v Bratislave dňa 7. 11. 2018, pričom išlo o okrúhly, 20. ročník.
Študentská vedecká konferencia sa konala v odbore chémia a chemická a potravinárska technológia. Išlo o príležitosť pre študentov 1. stupňa (bakalárskeho) a 2. stupňa (inžinierskeho) vysokoškolského štúdia súťažne prezentovať vedecké a odborné práce. Najlepšie práce v jednotlivých sekciách boli odmenené.
Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR
Zdroj informácií: https://www.uiam.sk/svk/
Ilustračné foto: Pixabay.com /skeeze/
Uverejnila: VČ