Locked Nucleic Acid

LNA Monomer

2'-endo und 3'-endo-Konformation der Ribose (oben) und LNA-stabilisierte 3'-endo-Konformation (unten)

Locked Nucleic Acid (Abk.: LNA, deutsch verbrückte Nukleinsäure oder geschlossene Nukleinsäure)<ref>Deutsche Gebrauchsmusterschrift DE 20 2013 012 242 U1: Zusammensetzungen für die durch RNA gesteuerte Modifikation einer Ziel-DNA und für die durch RNA gesteuerte Modulation der Transkription (2. Februar 2016), Seite 34 im PDF (abgerufen am 8. Juli 2024)</ref> ist eine Xenonukleinsäure und besteht aus modifizierten Nukleotiden. Die Ribose-Einheit der RNA-Bausteine ist in der LNA mit einer zusätzlichen Brücke zwischen dem 2'-Sauerstoff und 4'-Kohlenstoff verknüpft.
Hierdurch wird die Ribose in der 3'-endo- (Nord-)Konformation fixiert und ist strukturell unflexibler als das unmodifizierte Analogon. Dies erhöht signifikant die Hybridisierungseigenschaften (Schmelzpunkt) sowie die Affinität zur Basenstapelung.<ref> A. Arora, J. Wengel: Thermodynamic, Counterion, and Hydration Effects for the Incorporation of Locked Nucleic Acid Nucleotides into DNA Duplexes. in: Biochemistry. 2006, 45 (23), S. 7447–7455; {{#invoke:Vorlage:Handle|f|scheme=doi|class=plainlinks|parProblem=Problem|errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:DOI|errClasses=error editoronly|errHide=1|errNS=0 4 10 100}}.</ref>

LNAs wurden erstmals unabhängig von Takeshi Imanishi et al.<ref> Y. Hari, T. Imanishi: Synthesis of 2′-O,4′-C-methyleneuridine and -cytidine. Novel bicyclic nucleosides having a fixed C3'-endo sugar puckering. in: Tetrahedron Letters. 1997, 38 (50), S. 8735–8738; {{#invoke:Vorlage:Handle|f|scheme=doi|class=plainlinks|parProblem=Problem|errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:DOI|errClasses=error editoronly|errHide=1|errNS=0 4 10 100}}.</ref> und Jesper Wengel et al.<ref> A. Alexei, J. Wengel: LNA (Locked Nucleic Acids): Synthesis of the adenine, cytosine, guanine, 5-methylcytosine, thymine and uracil bicyclonucleoside monomers, oligomerisation, and unprecedented nucleic acid recognition. in: Tetrahedron Letters. 1998, 54 (14), S. 3607–3630; {{#invoke:Vorlage:Handle|f|scheme=doi|class=plainlinks|parProblem=Problem|errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:DOI|errClasses=error editoronly|errHide=1|errNS=0 4 10 100}}.</ref> synthetisiert.

Das dänische Biotech-Unternehmen Exiqon A/S hat sich im Jahre 1997 die Exklusivrechte an der LNA-Technologie gesichert.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20110103013651

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Mit der Übernahme von Exiquon A/S durch Qiagen im Jahr 2020 gelangte die Technologie ins Portfolio der QIAGEN-Gruppe.

Im Gegensatz zu LNA steht UNA ({{#invoke:Vorlage:lang|full|CODE=en|SCRIPTING=Latn|SERVICE=englisch}}, deutsch unverbrückte Nukleinsäure).<ref>Niels Langkjær, Anna Pasternak, Jesper Wengel: UNA (unlocked nucleic acid): A flexible RNA mimic that allows engineering of nucleic acid duplex stability. In: Bioorganic & Medicinal Chemistry. Band 17, Nr. 15, 2009, S. 5420–5425, {{#invoke:Vorlage:Handle|f|scheme=doi|class=plainlinks|parProblem=Problem|errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:DOI|errClasses=error editoronly|errHide=1|errNS=0 4 10 100}}.</ref><ref>M. A. Campbell, J. Wengel: Locked vs. unlocked nucleic acids (LNA vs. UNA): contrasting structures work towards common therapeutic goals. In: Chemical Society reviews. Band 40, Nr. 12, Dezember 2011, S. 5680–5689, {{#invoke:Vorlage:Handle|f|scheme=doi|class=plainlinks|parProblem=Problem|errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:DOI|errClasses=error editoronly|errHide=1|errNS=0 4 10 100}}, PMID 21556437 (Review).</ref>

Vorteile

Die therapeutische Verwendung von LNA-basierten Oligonukleotiden ist ein aufstrebendes Gebiet in der Biotechnologie.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Die modifizierten Bausteine können wie gewöhnliche Nukleoside in der Festphasensynthese eingesetzt werden.
Einige der Vorteile der LNA-Technologie:

Ideal für den Nachweis von kurzen RNA- und DNA-Targets
Erhöhen die thermische Stabilität
Vollständige Resistenz gegen Exo- und Endonukleasen (folglich hohe Stabilität in vivo und in-vitro-Anwendungen)<ref>M. Frieden, H. F. Hansen, T. Koch: Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids. 2003, 22, S. 1041–1043.</ref>
Erhöhte Zielspezifität. Allel-spezifische PCR unter Verwendung von LNA ermöglicht das Design kürzerer Primer, ohne die Bindungsspezifität zu beeinträchtigen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Kompatibilität mit standardisierten Enzym-Prozessen

Einzelnachweise