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G-Quadruplex: le strutture del DNA tra ricerca e terapia

I G-Quadruplex (G4) sono strutture secondarie non canoniche degli acidi nucleici, formate da sequenze ricche di guanina. A differenza della classica doppia elica descritta da Watson e Crick, i G-Quadruplex si ripiegano in architetture tridimensionali a quattro filamenti, stabilizzate da legami a idrogeno di Hoogsteen e dalla presenza di cationi centrali, in particolare il potassio.

Queste conformazioni si trovano in regioni genomiche chiave, come i telomeri e i promotori dei geni, inclusi importanti oncogeni come c-MYC, c-KIT e KRAS. La presenza di strutture G4 in queste aree strategiche suggerisce un ruolo fondamentale nella regolazione dell’espressione genica, nella replicazione del DNA e nella stabilità genomica. Quando un G-Quadruplex si forma nei telomeri, ad esempio, può ostacolare l’azione dell’enzima telomerasi, bloccando la proliferazione incontrollata tipica delle cellule tumorali.

Negli ultimi anni, la ricerca scientifica ha concentrato grande attenzione sui G-Quadruplex come bersagli terapeutici innovativi. Lo sviluppo di piccole molecole capaci di legarsi e stabilizzare i G4 offre infatti nuove opportunità per la medicina di precisione, specialmente in campo oncologico. Legando specificamente queste strutture, i farmaci molecolari possono silenziare l’espressione di oncogeni chiave o indurre risposte citotossiche nelle cellule cancerose.

Oltre all’oncologia, gli studi sui G-Quadruplex si stanno estendendo alla virologia, poiché sequenze capaci di formare G4 sono state individuate anche nei genomi di diversi virus. Comprendere a fondo la biologia dei G-Quadruplex apre dunque prospettive affascinanti per lo sviluppo di terapie mirate contro malattie complesse.