Маломолекулярные флуоресцентные зонды для неразрушающего выявления ДНК: систематический обзор молекулярных каркасов, стратегий дизайна и биологических применений

Выявление и визуализация ДНК необходимы для изучения регуляции генома, диагностики заболеваний и разработки лекарственных средств. Маломолекулярные флуоресцентные зонды — эффективный неразрушающий инструмент, позволяющий выявлять структурные особенности ДНК и визуализировать её, не нарушая целостности клеток или нуклеиновых кислот. В этом обзоре систематизированы достижения в данной области за последнее десятилетие с учётом молекулярных каркасов зондов. Рассмотрены семь классов флуорофоров: карбазолы, производные бензотиазола и «оранжевого тиазола», пиридиния и хинолиния, трифениламина, BODIPY, пирена и трибензоаренов, а также цианина и кумарина. Основное внимание уделено их фот физическим свойствам, механизмам флуоресцентного отклика, способам нековалентного связывания и структурной селективности, а также рациональным стратегиям создания зондов для специфического распознавания G-квадруплексов, двуцепочечной ДНК, i-мотивов и трёхветвевых структур. В заключение обсуждаются перспективы разработки зондов нового поколения для визуализации ДНК в живых клетках и внедрения в клиническую практику.