Chemisch modifizierte Oligonucleotide als Sonden und Agentien

Oligonucleotide binden spezifisch an andere einzelsträngige Nucleinsäuren, wenn diese eine komplementäre Basensequenz in gegenläufiger Anordnung aufweisen; es bildet sich eine Doppelhelix. Ebenso binden Oligonucleotide spezifisch an eine Reihe von Proteinen. Daher kann man Vorgänge, an denen diese Nucleinsäuren oder Proteine beteiligt sind, durch Zusetzen entsprechender Oligonucleotide beeinflussen, gewöhnlich inhibieren. Durch chemische Modifizierung dieser Oligonucleotide läßt sich ihre Wirksamkeit erhöhen und das Spektrum der Anwendungsmöglichkeiten erweitern. Sind zum Beispiel in einem Oligonucleotid die Phosphatgruppen durch Phosphonatgruppen ersetzt, so fällt eine negative Ladung pro Nucleotid weg, und das Oligonucleotid ist lipophiler. Ein Oligonucleotid, das eine reaktive Gruppe trägt, kann seine Bindungspartner modifizieren. Ein Oligonucleotid, das kovalent mit einem Farbstoff verknüpft ist, läßt sich dadurch in biologischem Material orten. Oligonucleotide, die kovalent mit einem Enzym verknüpft sind, können in sehr kleinen Mengen nachgewiesen werden, da über die Wirkung des Enzyms die signalgebende Substanz, meistens ein fluoreszierender Stoff, vervielfacht werden kann. – Einschlägige biochemische Probleme, die durch chemisch modifizierte Oligonucleotide untersucht werden, sind die Frage nach dem Vorhandensein und dem Ort einer Messenger‐RNA oder eines entsprechenden Gens, oder die Frage nach dem Vorhandensein bakterieller oder viraler Sequenzen in einem Gewebe oder in einer Lösung. Ferner wird versucht, die Translation einer mRNA oder die Transkription und Replikation einer DNA zu inhibieren. Derzeit ist insbesondere die Hemmung der Proteinbiosynthese und der reversen Transkription von Retroviren das Ziel vieler Arbeiten mit modifizierten Oligonucleotiden.