Técnicas quantitativas emergentes para caracterizar interações moleculares envolvidas em ácidos nucleicos

As interações moleculares envolvendo ácidos nucléicos constituem um paradigma basic em sistemas biológicos, governando processos que vão desde a expressão gênica até a sinalização celular. A caracterização quantitativa dos parâmetros termodinâmicos e cinéticos dessas interações é crítica não apenas para decifrar mecanismos moleculares, mas também para o design racional em engenharia biomédica e ciência de nanomateriais. Esta revisão examina sistematicamente seis categorias principais de métodos quantitativos usados ​​para estudar interações de ácidos nucleicos: métodos espectroscópicos, métodos baseados em separação, métodos calorimétricos, ensaios de ligação baseados em superfície, métodos de molécula única e métodos baseados em nanotecnologia de DNA. Cada categoria é discutida com relação às suas principais vantagens e limitações inerentes. Embora métodos convencionais, como ensaios de mudança de mobilidade eletroforética (EMSA), calorimetria de titulação isotérmica (ITC) e titulações espectroscópicas tenham fornecido insights fundamentais, eles geralmente apresentam restrições de sensibilidade, rendimento ou aplicabilidade sob condições fisiologicamente relevantes. Avanços recentes na nanotecnologia do DNA, aproveitando sua programabilidade inerente e precisão estrutural, permitiram o desenvolvimento de novas plataformas quantitativas. Isso inclui métodos de molécula única baseados em origami de DNA e ensaios homogêneos que suportam perfis termodinâmicos nativos e precisos, aumentando significativamente a sensibilidade e a adaptabilidade em contextos fisiologicamente relevantes. Esta revisão examina sistematicamente metodologias estabelecidas e avalia criticamente estratégias emergentes orientadas pela nanotecnologia de DNA, destacando seu potencial para avançar na análise quantitativa das interações de ácidos nucleicos.