Replikation und Amplifizierung des Metall-Salen-Basenpaars

Seit vielen Jahren gibt es Bestrebungen den genetischen Code durch die Synthese nicht-natürlicher Basenpaare zu erweitern. Dabei müssen diese Basenpaare orthogonal sein, d. h. sie dürfen nicht mit den natürlichen Basen interagieren. Der Einbau und die Verlängerung in DNA müssen enzymatisch, also mittels Polymerasen möglich sein. Bisher vorgestellte Basenpaare wurden mit alternativen Wasserstoffbrückenmustern oder als hydrophobe Basenpaare synthetisiert. Zudem wurde das Konzept der Metall-Basenpaare entwickelt, das den Ersatz der natürlichen Basen durch einen Komplex zwischen nukleosidähnlichen Liganden und einem Metallion vorsieht. Der Einbau der Metallbasenpaare in DNA ermöglicht es, Systeme mit interessanten elektronischen und magnetischen Eigenschaften hervorzubringen. Im Zuge dieser Arbeit sollte eine Verknüpfung der Konzepte zur Erweiterung des genetischen Codes und der Metallbasen unter Verwendung des bekannten Metall- Salenbasenpaars erfolgen. Dieses Basenpaar wird zusätzlich zu den koordinativen Bindungen noch durch einen kovalenten crosslink vermittelt. Zur Assemblierung werden zwei gegenüberliegende Salicylaldehydnukleoside mittels Ethylendiamin verbrückt, bei anschließender Zugabe von Cu(II) wird dieses im Chelatkomplex eingebaut. Um dieses Metall-Salenbasenpaar enzymatisch in DNA einzubauen, wurde neben einem modifizierten Templatstrang auch ein entsprechender Triphosphatbaustein dSTP benötigt. Die Synthese des Salicylaldehydtriphosphats erfolgte ausgehend vom freien Nukleosid.