{"id":2943,"date":"2025-03-14T09:01:08","date_gmt":"2025-03-14T07:01:08","guid":{"rendered":"https:\/\/tartuh.ee\/tervist\/?p=2943"},"modified":"2025-05-21T09:08:57","modified_gmt":"2025-05-21T07:08:57","slug":"aptameerid-ule-30-aastaleiutamisest","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/tartuh.ee\/tervist\/aptameerid-ule-30-aastaleiutamisest\/","title":{"rendered":"Aptameerid \u2013\u00fcle 30 aastaleiutamisest"},"content":{"rendered":"\n

Aptameer on oma nimetuse saanud korraga kahest erinevast keelest. Ladina keelest p\u00e4rineb s\u00f5na aptus<\/em>, mida v\u00f5ib eesti keelde t\u00f5lkida, kui \u201esobituma\u201c, ning kreeka keelest s\u00f5na meros, mille eestikeelne vaste v\u00f5iks olla \u201et\u00e4hendama\u201c. Kokku saab maakeeli \u00fcsna absurdse s\u00f5na\u00fchendi, nagu \u201esobilikult-t\u00e4hendama\u201c v\u00f5i \u201csobilik t\u00e4hendus\u201c. Lepime siis parem suup\u00e4rasema v\u00f5\u00f5rs\u00f5na ehk aptameeriga.
<\/p>\n\n\n

\n
\"Joonis
Joonis 1. Trombiin-aptameer kompleksi kolmem\u00f5\u00f5tmeline struktuur. Aptameer (tumesinine), ens\u00fc\u00fcm trombini (punakaspruun)(Abeydeera et al. 2016).<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n


Oma olemuselt on aptameer l\u00fchike DNA v\u00f5i RNA j\u00e4rjestus (tavaliselt vahemikus 15-50 alust), mis tunneb spetsiifiliselt \u00e4ra mingi valgu v\u00f5i keemilise \u00fchendi. V\u00e4ljend \u201espetsiifiline\u201c pole siin mitte t\u00fchi s\u00f5nak\u00f5lks \u2013 aptameeri \u00e4ratundmisspetsiifika on v\u00f5rreldav antikeha omaga ja antikeha omakorda tunneb erinevad molekulid \u00e4ra \u00e4\u00e4rmiselt t\u00e4pselt. Siinkohal tuleb autoril lugejat vaevata anal\u00fc\u00fctilise keemia terminoloogiaga ehk dissotsiatsioonikonstandiga Kd. Kd v\u00e4\u00e4rtus n\u00e4itab, millisel kontsentratsioonil on 50% \u00e4ratundvast molekulist (aptameer\/antikeha) kinnitunud sihtm\u00e4rkmolekulile. Mida madalam on see kontsentratsioon, seda spetsiifilisem (lihtsustatult \u00f6eldes \u2013 parem) on \u00e4ratundmine. Antikehade puhul on varieeruvad Kd<\/sub> v\u00e4\u00e4rtused vahemikus 10-6<\/sup> kuni 10-9<\/sup> M (ehk mikromolaarsest kontsentratsioonist nanomolaarse kontsentratsioonini) ning sarnastesse suurusj\u00e4rkudesse j\u00e4\u00e4vad aptameeride Kd<\/sub> vahemikud.

Enne, kui s\u00fcveneda meie t\u00e4nase kirjat\u00fcki kangelase \u2013 aptameeri \u2013 hingeellu p\u00f5hjalikumalt, oleks lugejal sobilik heita kerge pilk (oma) rakkude sisemaailma makromolekuli tasemel. H\u00e4gune m\u00e4lestus g\u00fcmnaasiumist seostab DNA (desoks\u00fcribonukleiinhapet) sellega, et sinna on salvestatud meie p\u00e4rilik info, RNA (ribonukleiinhape) on seotud DNA p\u00e4riliku info t\u00f6\u00f6tlemisega raku (hetke)vajaduste rahuldamiseks ning meie maine funktsionaalne kest koosneb seega p\u00f5hiliselt valkudest, mis on omakorda valmistatud DNA\/RNA infovoo alusel. Selleks, et selline keeruline s\u00fcsteem edukalt funktsioneerida suudaks, on vajalikud spetsiifilised interaktsioonid erinevat t\u00fc\u00fcpi molekulide vahel. Kui molekulaarbioloogia \u00f5pikud on t\u00e4is n\u00e4iteid sellest, kuidas spetsiaalsed valgud reguleerivad meie geenide avaldumist, \u201eistudes\u201c DNA j\u00e4rjestusele (need keerulise nimega molekulid on transkriptsiooniregulaatorid), siis palju v\u00e4hem k\u00e4sitletakse seda, kuidas spetsiifilised DNA- ja RNA-j\u00e4rjestused suudavad sama t\u00e4pselt \u00e4ra tunda valguj\u00e4rjestusi. Teisis\u00f5nu, bioloogilis-keemilises m\u00f5ttes on v\u00f5imalik \u00fcmber p\u00f6\u00f6rata protsess, mille k\u00e4igus valgud tunnevad \u00e4ra spetsiifilisi DNA- v\u00f5i RNA-j\u00e4rjestusi \u2013 DNA- v\u00f5i RNA-j\u00e4rjestus tunneb \u00e4ra m\u00f5ne valguj\u00e4rjestuse v\u00f5i kindla keemilise \u00fchendi (n\u00e4iteks kofeiini).

\u00dches\u00f5naga \u2013 teadmised selle kohta, et DNA- v\u00f5i RNA- j\u00e4rjestus v\u00f5ib kindla valgu v\u00f5i v\u00e4iksema molekuli spetsiifiliselt \u00e4ra tunda, olid olemas, kuid puudus t\u00f6\u00f6riist selliste j\u00e4rjestuste leidmiseks v\u00f5i disainimiseks. T\u00f5tt\u00f6elda on enamasti tegemist siiski pigem leidmisega, mitte niiv\u00f5rd disainimisega, kuna teadmised DNA\/RNA sekundaarstruktuuride t\u00e4psest ennustamisest alles kogunevad.
<\/p>\n\n\n\n

Purki pandud evolutsioon<\/h3>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

T\u00f6\u00f6riist leiutati 1990. aastal ja seda nimetatakse SELEX (systematic evolution of ligands by exponential enrichment<\/em>) (Tuerk ja Gold 1990). Maakeeli seletades on tegemist siis \u201epurki pandud evolutsiooniga\u201c, milles soovitud m\u00e4rklaudmolekuli eksponeeritakse suurele hulgale
(1014<\/sup>\u20131015<\/sup>) juhusliku nukleotiidse j\u00e4rjestusega DNA v\u00f5i RNA juppidele ning valitakse v\u00e4lja need, mis k\u00f5vemini m\u00e4rklaudmolekuli k\u00fclge j\u00e4\u00e4vad, m\u00e4\u00e4ratakse nende nukleotiidne j\u00e4rjestus, \u00e4ratundmisparameetrid jne.

Algselt loodeti aptameeridest odavamat ja lihtsamat konkurenti antikehadele. Kui antikeha tootmiseks on vaja kas elusorganisme v\u00f5i spetsiaalseid koekultuuri rakke, siis aptameeride genereerimiseks piisab levinud laboriseadmetest ja reagentidest. Teisis\u00f5nu aptameeride puhul on v\u00f5imalik protsess l\u00e4bi viia in vitro<\/em> ehk kunstlikus s\u00fcsteemis, antikehade puhul aga h\u00e4davajalike in vivo <\/em>ehk elusorganisme\/rakke sisaldavate etappidena. See t\u00e4hendab, et aptameeride valmistamise v\u00f5i tootmise protsesse on lihtsam kontrollida kui antikehade tootmist.

Muidugi on aptameeridel ka puudusi ja erip\u00e4rasid, mida antikehadel ei ole. Kuna aptameerid koosnevad reeglina nukleiinhapetest, siis v\u00f5ib nende stabiilsus olla varieeruv s\u00f5ltuvalt kasutuskohast v\u00f5i keskkonnast. Kui aptameere kasutada bioloogilist materjali sisaldavates tingimustes, v\u00f5ivad erinevad RNA\/DNA-d lagundavad ens\u00fc\u00fcmid (nukeleaasid) aptameeri \u00fcsna kiiresti h\u00e4vitada. Modifitseerimata aptameeride poolestusaega vereseerumis saab m\u00f5\u00f5ta minutites.

Antikehad on v\u00f5rreldes aptameeridega palju stabiilsemad, kuna valkude stabiilsus erinevates keskkondades on oluliselt parem. Samas on aptameeride stabiilsust v\u00f5imalik m\u00e4rkimisv\u00e4\u00e4rselt parandada, kasutades keemiliselt modifitseeritud nukleotiide \u2013 alates l\u00e4mmastikaluste lihtsatest modifikatsioonidest kuni erinevate optiliste isomeerideni (nn molekulide \u201ek\u00e4elisus\u201c \u2013 L- v\u00f5i R-isomeerid). Kui looduses on tavalised L-isomeerid, siis R-isomeeride kasutamine suurendab aptameeride stabiilsust. Omaette r\u00fchmana kuuluvad aptameeride alla peptiidsed aptameerid. Need ei koosne nukleiinhapetest, vaid aminohappelisest j\u00e4rjestusest ehk tegemist on l\u00fchikeste peptiididega. Selliste aptameeride v\u00e4ljat\u00f6\u00f6tamine on k\u00fcll keerulisem, kuid neil on ka palju eeliseid \u2013 nad on oluliselt stabiilsemad ja p\u00e4\u00e4sevad vajadusel lihtsamalt elusrakkudesse.
<\/p>\n\n\n\n

J\u00e4rjekindel evolutsioon<\/h3>\n\n\n\n

Milleks siis saab aptameere kasutada? Lihtne vastus \u2013 k\u00f5igeks, milleks antikehasidki ning enamgi veel. K\u00f5ige intrigeerivam kasutusviis on loomulikult ravimid. Esimene aptameerist ravim oli NX1838 (\u201eMacugen\u201c) modifitseeritud RNA aptameer, mis kinnitus spetsiifiliselt VEGF 165 (vaskulaarne endoteeli kasvufaktor isovorm 165) retseptoritele, takistades sel viisil makuladegenaratsiooni arengut (Ruckman et al. 1998). Aptameeri oli modifitseeritud nii, et kasutatud RNA nukleotiididel oli riboosimolekuli teise s\u00fcsiniku juures OH-r\u00fchm asendatud fluori molekuliga.

Aptameere on v\u00f5imalik kasutada \u00e4ratundva komponendina biosensorites, kuna see v\u00f5ib \u00e4ra tunda nii raskemetalli ioone (n\u00e4iteks kaadmium Cd 2+<\/sup>) (Liu et al. 2023) v\u00f5i ens\u00fc\u00fcmi, n\u00e4iteks vere h\u00fc\u00fcbimises osaleva trombiini, joonis 1 (Abeydeera et al. 2016). Samuti v\u00f5ib aptameere kasutada ka tervete organismide \u00e4ratundva elemendina, n\u00e4iteks Salmonelle enterica <\/em>(Joshi et al. 2009) v\u00f5i uropatogeense Escherichia coli <\/em>rakkude tuvastamiseks (Savory et al. 2014). Peptiidsete aptameeride kasutusala on samuti v\u00e4ga lai \u2013 n\u00e4iteks taimepatogeeni Fusarium oxysporum <\/em>vastane aptameer, mis v\u00f5ib funktsioneerida mitte ainult \u00e4ratundva elemendina, vaid kui patogeenispetsiifiline t\u00f5rjeaine (Huang et al. 2022).

Kokkuv\u00f5tteks v\u00f5ib \u00f6elda, et loodetud kiire revolutsiooni asemel on aptameerid kaasa toonud hoopis j\u00e4rjekindla evolutsiooni, pakkudes konkurentsi antikehadel baseeruvatele \u00e4ratundmiselementidele ja ravimetele. V\u00f5ib-olla see viimane kiirtest, mida kasutasite, ei p\u00f5hinenud enam \u201evanal heal\u201c antikehal, vaid hoopis aptameeril.<\/p>\n\n\n\n


Viited:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Abeydeera, N. Dinuka, Martin Egli, Nehemiah Cox, Karen Mercier, Jonas Nascimento Conde, Pradeep S. Pallan, Daniella M. Mizurini, et al. 2016. \u201eEvoking Picomolar Binding in RNA by a Single Phosphorodithioate Linkage\u201c. Nucleic Acids Research 44 (17): 8052\u201364. https:\/\/doi.org\/10.1093\/nar\/gkw725.
Huang, Junjun, Dan Wang, Hong Li, Yanqiong Tang, Xiang Ma, Hongqian Tang, Min Lin, ja Zhu Liu. 2022. \u201eAntifungal Activity of an Artificial Peptide Aptamer SNP-D4 against Fusarium Oxysporum\u201c. PeerJ 10 (veebruar):e12756. https:\/\/doi.org\/10.7717\/peerj.12756.
Joshi, Raghavendra, Harish Janagama, Hari P. Dwivedi, T.M.A. Senthil Kumar, Lee-Ann Jaykus, Jeremy Schefers, ja Srinand Sreevatsan. 2009. \u201eSelection, Characterization, and Application of DNA Aptamers for the Capture and Detection of Salmonella Enterica Serovars\u201c. Molecular and Cellular Probes 23 (1): 20\u201328. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.mcp.2008.10.006.
Liu, Hehua, Yanqing Gao, Johnsi Mathivanan, Zev Armour-Garb, Zhiwei Shao, Yixi Zhang, Xin Zhao, et al. 2023. \u201eCrystal Structures and Identification of Novel Cd2+-Specific DNA Aptamer\u201c. Nucleic Acids Research 51 (9): 4625\u201336. https:\/\/doi.org\/10.1093\/nar\/gkad239.
Ruckman, Judy, Louis S. Green, Jim Beeson, Sheela Waugh, Wendy L. Gillette, Dwight D. Henninger, Lena Claesson-Welsh, ja Nebojsa Janjic. 1998. \u201e2′-Fluoropyrimidine RNA-Based Aptamers to the 165-Amino Acid Form of Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF165)\u201c. Journal of Biological Chemistry 273 (32): 20556\u201367. https:\/\/doi.org\/10.1074\/jbc.273.32.20556.
Savory, Nasa, Jonathan Nzakizwanayo, Koichi Abe, Wataru Yoshida, Stefano Ferri, Cinzia Dedi, Brian V. Jones, ja Kazunori Ikebukuro. 2014. \u201eSelection of DNA Aptamers against Uropathogenic Escherichia Coli NSM59 by Quantitative PCR Controlled Cell-SELEX\u201c. Journal of Microbiological Methods 104 (september):94\u2013100. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.mimet.2014.06.016.
Tuerk, Craig, ja Larry Gold. 1990. \u201eSystematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment: RNA Ligands to Bacteriophage T4 DNA Polymerase\u201c. Science 249 (4968): 505\u201310. https:\/\/doi.org\/10.1126\/science.2200121.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Aptameer on oma nimetuse saanud korraga kahest erinevast keelest. Ladina keelest p\u00e4rineb s\u00f5na aptus, mida v\u00f5ib eesti keelde t\u00f5lkida, kui \u201esobituma\u201c, ning kreeka keelest s\u00f5na meros, mille eestikeelne vaste v\u00f5iks olla \u201et\u00e4hendama\u201c. Kokku saab maakeeli \u00fcsna absurdse s\u00f5na\u00fchendi, nagu \u201esobilikult-t\u00e4hendama\u201c v\u00f5i \u201csobilik t\u00e4hendus\u201c. Lepime siis parem suup\u00e4rasema v\u00f5\u00f5rs\u00f5na ehk aptameeriga. Oma olemuselt on aptameer l\u00fchike […]<\/p>\n","protected":false},"author":33,"featured_media":2944,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"ppma_author":[88],"class_list":["post-2943","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-meil-ja-mujal","wpautop"],"authors":[{"term_id":88,"user_id":33,"is_guest":0,"slug":"eerik-j6gi","display_name":"Eerik J\u00f5gi (bioanal\u00fc\u00fctiku \u00f5ppekava \u00f5ppej\u00f5ud)","avatar_url":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/c6cbdfad37a0176984bce6c3b9c7b5fc68afe6256b06e67be9e0ad9ce08a6e6c?s=96&d=blank&r=g","0":null,"1":"","2":"","3":"","4":"","5":"","6":"","7":"","8":""}],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/tartuh.ee\/tervist\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2943","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/tartuh.ee\/tervist\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/tartuh.ee\/tervist\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/tartuh.ee\/tervist\/wp-json\/wp\/v2\/users\/33"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/tartuh.ee\/tervist\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2943"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/tartuh.ee\/tervist\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2943\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2948,"href":"https:\/\/tartuh.ee\/tervist\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2943\/revisions\/2948"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/tartuh.ee\/tervist\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2944"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/tartuh.ee\/tervist\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2943"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/tartuh.ee\/tervist\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2943"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/tartuh.ee\/tervist\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2943"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/tartuh.ee\/tervist\/wp-json\/wp\/v2\/ppma_author?post=2943"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}