XDNA
એક્સ. ડી. એન. એ. (જેને વિસ્તૃત ડીએનએ અથવા બેન્ઝો-હોમોલોગેટેડ ડીએનએ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એક કદ-વિસ્તૃત ન્યુક્લિયોટાઇડ સિસ્ટમ છે જે બેન્ઝિન રિંગ અને ચાર કુદરતી પાયાઓમાંથી એકના મિશ્રણમાંથી સંશ્લેષિત થાય છેઃ એડેનિન, ગુઆનિન, સાયટોસિન અને થાઇમિન. આ કદના વિસ્તરણથી 8 અક્ષરની મૂળાક્ષરો ઉત્પન્ન થાય છે, જે કુદરતી ડીએનએ (ઘણીવાર સાહિત્યમાં બી-ડીએનએ તરીકે ઓળખાય છે) 4 અક્ષરની મૂળાક્ષરોની તુલનામાં 2એનના પરિબળ દ્વારા વધુ માહિતીની ઘનતા ધરાવે છે. સામાન્ય આધાર-જોડીની જેમ, xT સાથે A જોડી, xG સાથે C જોડી, xC સાથે G જોડી અને xA સાથે T જોડી. આમ ડબલ હેલિક્સ કુદરતી ડબલ હેલિક્સ કરતાં 2.4 Å પહોળું હોય છે. જ્યારે બી-ડીએનએ માળખામાં સમાન હોય છે, ત્યારે xDNA અનન્ય શોષણ, ફ્લોરોસન્સ અને સ્ટેકિંગ ગુણધર્મો ધરાવે છે. શરૂઆતમાં નેલ્સન જે. લિયોનાર્ડના જૂથ દ્વારા એન્ઝાઇમ પ્રોબ તરીકે સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું, બેન્ઝો-હોમોલોગેટેડ એડેનિન એ પ્રથમ આધાર સંશ્લેષણ હતું. પાછળથી, એરિક ટી. કુલના જૂથે બાકીના ત્રણ વિસ્તૃત પાયાના સંશ્લેષણનું કામ પૂરું કર્યું, આખરે વાયડીએનએ ("વાઈડ" ડીએનએ), અન્ય બેન્ઝો-હોમોલોગેટેડ ન્યુક્લિયોટાઇડ સિસ્ટમ અને નેફથો-હોમોલોગેટેડ એક્સએક્સડીએનએ અને વાયડીએનએ દ્વારા અનુસરવામાં આવ્યું. જ્યારે ઉચ્ચ તાપમાનને આધિન હોય ત્યારે નિયમિત ડીએનએની તુલનામાં xDNA વધુ સ્થિર હોય છે, અને જ્યારે xDNA, yDNA, XXDNA અને yyDNA ના સંપૂર્ણ તાર અસ્તિત્વમાં હોય છે, ત્યારે હાલમાં તેનું સંશ્લેષણ અને જાળવણી કરવી મુશ્કેલ છે. xDNA સાથેના પ્રયોગો કુદરતી B-DNAના વર્તનમાં નવી સમજ આપે છે. એક્સ. એ., એક્સ. સી., એક્સ. જી. અને એક્સ. ટી. ના વિસ્તૃત પાયા કુદરતી રીતે ફ્લોરોસન્ટ હોય છે, અને માત્ર વિસ્તૃત પાયાથી બનેલા સિંગલ સ્ટ્રેન્ડ્સ કુદરતી ડીએનએના સિંગલ સ્ટ્રેન્ડ્સને ઓળખી અને બાંધી શકે છે, જે તેમને જૈવિક પ્રણાલીઓના અભ્યાસ માટે ઉપયોગી સાધનો બનાવે છે. xDNA સામાન્ય રીતે કુદરતી અને વિસ્તૃત ન્યુક્લિયોબેઝ વચ્ચે બેઝ જોડી સાથે રચાય છે, જો કે x-ન્યુક્લિયોબેઝને પણ એકસાથે જોડી શકાય છે. વર્તમાન સંશોધન નજીકના ભવિષ્યમાં એક સક્ષમ આનુવંશિક એન્કોડિંગ સિસ્ટમ તરીકે xDNA ને ટેકો આપે છે. ઉદ્દભવેલું પ્રથમ ન્યુક્લિયોટાઇડ પ્યુરિન એડેનિન હતું. નેલ્સન જે. લિયોનાર્ડ અને તેમના સાથીઓએ આ મૂળ એક્સ-ન્યુક્લિયોટાઇડનું સંશ્લેષણ કર્યું હતું, જેને "વિસ્તૃત એડેનિન" તરીકે ઓળખવામાં આવતું હતું. xA નો ઉપયોગ ATP-આધારિત ઉત્સેચકોની સક્રિય સાઇટ્સની તપાસમાં તપાસ તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો, ખાસ કરીને જ્યારે સબસ્ટ્રેટ કાર્યરત હોય ત્યારે તેમાં કયા ફેરફારો થઈ શકે છે. લગભગ બે દાયકા પછી, અન્ય ત્રણ પાયાનું સફળતાપૂર્વક વિસ્તરણ કરવામાં આવ્યું હતું અને બાદમાં એરિક ટી. કૂલ અને તેમના સાથીદારો દ્વારા ડબલ હેલિક્સમાં એકીકૃત કરવામાં આવ્યું હતું. તેમનો ધ્યેય એક કૃત્રિમ આનુવંશિક પ્રણાલી બનાવવાનો હતો જે કુદરતી આનુવંશિક પ્રણાલીના કાર્યોની નકલ કરે છે અને પાર કરે છે, અને જીવંત કોષો અને પ્રાયોગિક બાયોકેમિસ્ટ્રી બંનેમાં ડીએનએના ઉપયોગને વિસ્તૃત કરે છે. એકવાર વિસ્તૃત આધાર સમૂહ બનાવવામાં આવ્યા પછી, ધ્યેય વફાદાર પ્રતિકૃતિ ઉત્સેચકોને ઓળખવા અથવા વિકસાવવા અને વિસ્તૃત ડીએનએ મૂળાક્ષરને વધુ અનુકૂળ બનાવવા તરફ વળ્યું. બેન્ઝો-હોમોલોગેટેડ પ્યુરિન (xA અને xG) માં, બેન્ઝિન રિંગ નાઇટ્રોજન-કાર્બન (N-C) બોન્ડ્સ દ્વારા નાઇટ્રોજનસ બેઝ સાથે બંધાયેલ છે. બેન્ઝો-હોમોલોગેટેડ પાયરિમિડીન્સ આધાર અને બેન્ઝિન વચ્ચેના કાર્બન-કાર્બન (સી-સી) બંધ દ્વારા રચાય છે. અત્યાર સુધી, ફોસ્ફોરામિડાઇટ ડેરિવેટિવ્ઝનો ઉપયોગ કરીને ડીએનએના સેરમાં એક્સ-ન્યુક્લિયોબેઝ ઉમેરવામાં આવ્યા છે, કારણ કે પરંપરાગત પોલિમરેઝ એક્સડીએનએના સેરના સંશ્લેષણમાં અસફળ રહ્યા છે. બી-ડીએનએ પોલિમરેઝ માટે સબસ્ટ્રેટ્સ તરીકે એક્સ-ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ નબળા ઉમેદવાર છે કારણ કે તેમનું કદ ઉત્પ્રેરક ક્ષેત્રમાં બંધનમાં દખલ કરે છે. નમૂના-સ્વતંત્ર ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ કરવાના પ્રયાસો સફળ રહ્યા છે કારણ કે તેમાં સબસ્ટ્રેટ્સ માટે ભૌમિતિક અવરોધ ઓછો છે. ટર્મિનલ ડીઓક્સિન્યુક્લિયોટિડિલ ટ્રાન્સફર (ટી. ડી. ટી.) નો ઉપયોગ અગાઉ ફ્લોરોપોરસ સાથે જોડાયેલા પાયાના તારોનું સંશ્લેષણ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો છે. ટી. ડી. ટી. નો ઉપયોગ કરીને, 30 મોનોમર્સને જોડીને એક્સ. ડી. એન. એ. નું ડબલ-હેલિક્સ બનાવી શકાય છે, જો કે આ ઓલિગોમેરિક એક્સ. ડી. એન. એ. જબરદસ્ત હાઇડ્રોજન બંધનને કારણે આ લંબાઈથી આગળ તેના પોતાના વિસ્તરણને અટકાવે છે. અવરોધ ઘટાડવા માટે, xDNA ને નિયમિત હેલિક્સમાં સંકરણ કરી શકાય છે. પ્રતિકૃતિ xDNA નો ઉપયોગ માહિતી સંગ્રહ માટે અવેજી માળખા તરીકે કરવા માટે, તેને વિશ્વસનીય પ્રતિકૃતિ પદ્ધતિની જરૂર છે. ડીએનએ પોલિમરેઝ I માંથી ક્લેનો ટુકડાનો ઉપયોગ કરીને xDNA પ્રતિકૃતિમાં સંશોધન દર્શાવે છે કે સિંગલ-ન્યુક્લિયોટાઇડ નિવેશના કિસ્સાઓમાં કુદરતી આધાર ભાગીદાર પસંદગીયુક્ત રીતે ઉમેરવામાં આવે છે. જો કે, ડીએનએ પોલિમરેઝ IV (ડી. પી. ઓ. 4) ઉચ્ચ નિષ્ઠા સાથે આ પ્રકારના નિવેશ માટે એક્સ. ડી. એન. એ. નો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવામાં સક્ષમ છે, જે તેને એક્સ. ડી. એન. એ. ની પ્રતિકૃતિઓના વિસ્તરણમાં ભાવિ સંશોધન માટે આશાસ્પદ ઉમેદવાર બનાવે છે. xDNAની મેળ ખાતી સંવેદનશીલતા B-DNA જેવી જ છે. કુદરતી પાયાની જેમ જ, એક્સ-ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ પસંદગીયુક્ત રીતે બી-ડીએનએ જેવી દ્વિગુણિત-રચનામાં ભેગા થાય છે. xDNA નું મૂળ રીતે નાઇટ્રોજનયુક્ત આધારમાં બેન્ઝિન રિંગનો સમાવેશ કરીને સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. જો કે, અન્ય વિસ્તૃત પાયા થિયોફીન અને બેન્ઝો [બી] થિયોફીનનો પણ સમાવેશ કરવામાં સક્ષમ છે. xDNA અને yDNA પાયાને પહોળા કરવા માટે બેન્ઝિન રિંગ્સનો ઉપયોગ કરે છે અને તેથી તેને "બેન્ઝો-હોમોલોગેટેડ" કહેવામાં આવે છે. વાય. ડી. એન. એ. તરીકે ઓળખાતા વિસ્તૃત ન્યુક્લિયોબેઝનું બીજું સ્વરૂપ નેફ્થલીનને આધારમાં સામેલ કરે છે અને તે "નેફથો-હોમોલોગેટેડ" હોય છે. xDNAમાં 3.2 Å નો વધારો અને 32° નો વળાંક છે, જે B-DNA કરતા નોંધપાત્ર રીતે નાનો છે, જેમાં 3.3 Å નો વધારો છે અને 34.2° xDNA ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો વળાંક બંને સ્ટ્રેન્ડ્સ પર થઈ શકે છે-ક્યાં તો એકલા ("બમણું વિસ્તૃત DNA" તરીકે ઓળખાય છે) અથવા કુદરતી પાયા સાથે મિશ્રિત-અથવા ફક્ત એક સ્ટ્રાન્ડ અથવા બીજા પર. બી-ડીએનએની જેમ, xDNA પૂરક સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ અથવા આરએનએ સિક્વન્સને ઓળખી અને બાંધી શકે છે. એક્સ. ડી. એન. એ. માંથી રચાયેલી ડુપ્લેક્સિસ બે સુગર-ફોસ્ફેટ બેકબોન્સ વચ્ચેના અંતર સિવાય કુદરતી ડુપ્લેક્સિસ જેવી જ હોય છે. પડોશી ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વચ્ચેના અંતરમાં ઘટાડાના પરિણામે xDNA હેલિક્સમાં હેલિક્સના વળાંક દીઠ વધુ સંખ્યામાં બેઝ જોડીઓ હોય છે. એન. એમ. આર. સ્પેક્ટ્રા અહેવાલ આપે છે કે xDNA હેલિસીસ વિરોધી સમાંતર, જમણા હાથના હોય છે અને C2 '-એન્ડો સુગર પકર સાથે ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડની આસપાસ વિરોધી રચના લે છે. એક્સ. ડી. એન. એ. માંથી બનાવેલ હેલિસ એ-હેલિક્સ રચના પર બી-હેલિક્સ લેવાની શક્યતા વધારે હોય છે, અને બી-ડી. એન. એ. ની સરખામણીમાં મુખ્ય ખાંચની પહોળાઈમાં 6.5 એ. ઓ. નો વધારો થાય છે (જ્યાં બેકબોન્સ સૌથી દૂર હોય છે) અને નાના ખાંચની પહોળાઈમાં 5.5 એ. ઓ. નો ઘટાડો થાય છે (જ્યાં બેકબોન્સ એકબીજાની સૌથી નજીક હોય છે). ખાંચની પહોળાઈમાં ફેરફાર xDNAની DNA-બંધનકર્તા પ્રોટીન સાથે જોડાવાની ક્ષમતાને અસર કરે છે, પરંતુ જ્યાં સુધી વિસ્તૃત ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ એક સ્ટ્રાન્ડ માટે વિશિષ્ટ હોય, ત્યાં સુધી ઓળખ સાઇટ્સ ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળો અને નાના પોલિઆમાઇડ અણુઓના બંધનને મંજૂરી આપવા માટે B-DNA જેવી જ હોય છે. મિશ્ર હેલિસીસ અન્ય ડીએનએ-બંધનકર્તા અણુઓનો ઉપયોગ કરીને ચાર વિસ્તૃત પાયાને ઓળખવાની સંભાવના રજૂ કરે છે. વિસ્તૃત ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ અને તેમના ઓલિગોમેરિક હેલિસીસ તેમના કુદરતી બી-ડીએનએ સમકક્ષો સાથે ઘણા ગુણધર્મો વહેંચે છે, જેમાં તેમની જોડીની પસંદગીનો સમાવેશ થાય છેઃ એ સાથે ટી, સી સાથે જી. xDNA અને બી-DNA વચ્ચેના રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં વિવિધ તફાવતો એ પૂર્વધારણાને સમર્થન આપે છે કે બેન્ઝિન રિંગ જે એક્સ-ન્યુક્લિયોબેઝનું વિસ્તરણ કરે છે તે હકીકતમાં રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય નથી. xDNA એ B-DNA કરતાં વધુ હાઇડ્રોફોબિક છે, અને તેમાં સુધારેલા સંતૃપ્તિના પરિણામે HOMO-LUMO અંતર (સૌથી વધુ કબજા હેઠળના પરમાણુ ભ્રમણકક્ષા અને સૌથી ઓછા બિન-કબજા હેઠળના પરમાણુ ભ્રમણકક્ષા વચ્ચેનું અંતર) પણ ઓછું હોય છે. xDNAનું ગલન તાપમાન B-DNA કરતાં વધારે હોય છે (xA અને Tનું મિશ્ર ગલન તાપમાન 55.6°C હોય છે, જે A અને Tના સમાન ગલન તાપમાન કરતાં 34.3°C વધારે હોય છે), અને તે "ઓલ-ઓર-નથિંગ" ગલન વર્તન દર્શાવે છે. રચના પ્રયોગશાળાની પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, xDNA પોતાને સમન્વય રચનામાં દિશા આપે છે. આ કમનસીબે xDNA ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના બંધનકર્તા ચહેરાને બંધન માટે પડોશી સ્ટ્રાન્ડનો સામનો કરવા માટે છતી કરતું નથી, એટલે કે હેલિસ બનાવવાનો પ્રયાસ કરતા પહેલા xDNA ની રચનામાં ફેરફાર કરવા માટે વધારાના પગલાં લાગુ કરવા આવશ્યક છે. જો કે, વિસ્તૃત પાયાઓમાં વિરોધી અને સિન દિશાઓ ઊર્જાત્મક રીતે વ્યવહારીક રીતે સમાન છે. આ રચનાત્મક પસંદગી મુખ્યત્વે પાયરિમિડીન્સમાં જોવા મળે છે, અને પ્યુરિન દિશા માટે ન્યૂનતમ પસંદગી દર્શાવે છે. ડબલ હેલિક્સમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનું ઉન્નત સ્ટેકિંગ એ હેલિક્સની સ્થિરતાનો મુખ્ય નિર્ધારક છે. વધારાના સપાટી વિસ્તાર અને બંધન માટે ઉપલબ્ધ હાઇડ્રોજન સાથે, બેન્ઝિન સ્પેસરના ઉમેરા સાથે ન્યુક્લિયોબેઝ માટે સ્ટેકિંગ પોટેન્શિયલ વધે છે. નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા અને ક્યાં તો સુગર-ફોસ્ફેટ બેકબોન વચ્ચેનું વિભાજન વધારીને, હેલિક્સની સ્ટેકિંગ ઊર્જા ઓછી પરિવર્તનશીલ હોય છે અને તેથી વધુ સ્થિર હોય છે. કુદરતી ન્યુક્લિયોબેઝ જોડી માટેની ઊર્જા 18 થી 52 kJ/mol સુધીની હોય છે. આ તફાવત xDNA માટે માત્ર 14-40 kJ/mol છે. ડીએનએ અને તેના પડોશી સ્ટ્રાન્ડના વિસ્તૃત સ્ટ્રાન્ડ વચ્ચે વધેલા ઓવરલેપને કારણે, વિસ્તૃત અને મિશ્ર હેલિક્સમાં વધુ આંતર-સ્ટ્રાન્ડ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ થાય છે, જેના પરિણામે હેલિક્સની સ્થિરતામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે. એક્સ. ડી. એન. એ. એ બેન્ઝિન સ્પેસરના ઉમેરાથી ઉદ્ભવતા આંતર અને ઇન્ટ્રાસ્ટ્રાન્ડ હાઇડ્રોજન બંધનમાં ફેરફારોના પરિણામે સ્ટેકિંગ ક્ષમતાઓમાં વધારો કર્યો છે, પરંતુ પાયાના વિસ્તરણથી ડુપ્લેક્સની સ્થિરતામાં હાઇડ્રોજનના યોગદાનમાં ફેરફાર થતો નથી. આ સ્ટેકીંગ ક્ષમતાઓનો ઉપયોગ હેલિક્સની તાકાતને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે xDNA અને B-DNA બંને ધરાવતા હેલિક્સ દ્વારા કરવામાં આવે છે. માત્ર A અને xA અને T અને xT ધરાવતા સ્ટ્રેન્ડ્સમાં વધેલા સ્ટેકિંગ સૌથી વધુ સ્પષ્ટપણે જોવા મળે છે, કારણ કે T-xA એ T-A કરતા વધુ મજબૂત સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ધરાવે છે. પાયરિમિડીન્સમાંથી પરિણામી ઊર્જા 30 થી 49 કેજે/મોલ સુધીની હોય છે. પ્યુરિનની શ્રેણી 40-58 kJ/mol વચ્ચે હોય છે. વિસ્તૃત ન્યુક્લિયોટાઇડ સાથે ડબલ-હેલિક્સમાં એક ન્યુક્લિયોટાઇડને બદલીને, સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની તાકાત 50 ટકા વધે છે. બંને ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનું વિસ્તરણ કરવાથી સ્ટેકિંગની શક્તિમાં 90 ટકા વધારો થાય છે. જ્યારે xG હેલિક્સની બંધનકર્તા શક્તિ પર એકંદર નકારાત્મક અસર કરે છે, ત્યારે અન્ય ત્રણ વિસ્તૃત પાયા તેમની હકારાત્મક અસરો સાથે આને વટાવી જાય છે. પાયાના વિસ્તરણને કારણે ઊર્જામાં થતો ફેરફાર મોટે ભાગે ન્યુક્લિયોબેઝના દળના કેન્દ્રો વિશે બંધના પરિભ્રમણ પર આધારિત હોય છે, અને સમૂહ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનું કેન્દ્ર હેલિક્સની સ્ટેકિંગ ક્ષમતામાં સુધારો કરે છે. કારણ કે કદ-વિસ્તૃત પાયા હેલિક્સને પહોળો કરે છે, તે ઊંચા ગલન તાપમાન સાથે વધુ ઉષ્મીય રીતે સ્થિર હોય છે. શોષણ એક્સ-ન્યુક્લિયોબેસીસમાં બેન્ઝિન સ્પેસરનો ઉમેરો પાયાના ઓપ્ટિકલ શોષણ વર્ણપટને અસર કરે છે. એક્સ. ડી. એન. એ. પર લાગુ કરાયેલ સમય-આધારિત ઘનતા કાર્યાત્મક સિદ્ધાંત (ટી. ડી. ડી. એફ. ટી.) દર્શાવે છે કે એક્સ-બેઝમાં સૌથી વધુ કબજા હેઠળના મોલેક્યુલર ઓર્બિટલ્સ (એચ. ઓ. એમ. ઓ.) નો બેન્ઝિન ઘટક કુદરતી બેઝ કરતાં અગાઉના બિંદુએ શોષણની શરૂઆત કરે છે. xDNA શોષણ વર્ણપટની અન્ય અસામાન્ય વિશેષતા એ ઓછી શ્રેણીમાં xA ના લાલ-સ્થાનાંતરિત એક્સાઈમર છે. ફિંગરપ્રિન્ટ્સ સ્ટેકિંગની દ્રષ્ટિએ, સતત xA-T બેઝ જોડીમાં વધુ સ્પષ્ટ હાયપોક્રોમીસિટી જોવા મળે છે. xDNAના બદલાયેલા શોષણની અસરોમાં નેનોઇલેક્ટ્રોનિક ટેકનોલોજી અને નેનોબાયોટેકનોલોજીમાં ઉપયોગોનો સમાવેશ થાય છે. એક્સ-ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વચ્ચેનું ઓછું અંતર હેલિક્સને વધુ કડક બનાવે છે, આમ તે સબસ્ટ્રેટ, ઇલેક્ટ્રોડ અને કાર્યાત્મક નેનોપાર્ટિકલ દળો દ્વારા સરળતાથી પ્રભાવિત થતું નથી. કુદરતી ન્યુક્લિયોટાઇડ્સમાં અન્ય ફેરફારો જે વિવિધ શોષણ વર્ણપટમાં પરિણમે છે તે ભવિષ્યમાં આ ઉપયોગોને વિસ્તૃત કરશે. ફ્લોરોસન્સ xDNAનો એક અનોખો ગુણધર્મ તેની અંતર્ગત ફ્લોરોસન્સ છે. માઇક્રોએરે, સિટુ સંકરણ અને બહુરૂપતા વિશ્લેષણમાં ઉપયોગ માટે કુદરતી પાયાને સીધા જ ફ્લોરોફોર્સ સાથે જોડી શકાય છે. જો કે, આ ફ્લોરોસન્ટ કુદરતી પાયા ઘણીવાર સ્વ-શમનના પરિણામે નિષ્ફળ જાય છે, જે તેમની ફ્લોરોસન્ટ તીવ્રતાને ઘટાડે છે અને વિઝ્યુઅલ ડીએનએ ટેગ તરીકે તેમની લાગુ પડતી ઘટાડે છે. એક્સ-ન્યુક્લિયોબેઝમાં રિંગ્સ વચ્ચે પાઇ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ વાયોલેટ-બ્લુ શ્રેણીમાં અંતર્ગત ફ્લોરોસન્સમાં પરિણમે છે, જેમાં સ્ટોક્સ 50 અને 80 એનએમ વચ્ચે બદલાય છે. તેમની પાસે 0.3-0.6 ની શ્રેણીમાં ક્વોન્ટમ ઉપજ પણ છે. xC સૌથી વધુ ફ્લોરોસન્ટ ઉત્સર્જન ધરાવે છે. અન્ય વિસ્તૃત પાયા xDNA ની રચના અને તેની આસપાસના સફળ સંશોધન પછી, વિસ્તૃત ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના વધુ સ્વરૂપોની તપાસ કરવામાં આવી હતી. વાય. ડી. એન. એ. એ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની બીજી, સમાન પ્રણાલી છે જે ચાર કુદરતી પાયાને વિસ્તૃત કરવા માટે બેન્ઝિન રિંગનો ઉપયોગ કરે છે. xxDNA અને yyDNA નેપ્થેલિનનો ઉપયોગ કરે છે, જે બે હાઇડ્રોકાર્બન રિંગ્સ ધરાવતો પોલીસાયક્લિક પરમાણુ છે. બે વીંટીઓ આધારને વધુ પહોળો કરે છે, તેના રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં વધુ ફેરફાર કરે છે. xDNA ની સફળતા અને અસરોએ સંશોધનને અન્ય પરિબળોની તપાસ કરવા માટે પ્રેરિત કર્યું જે B-DNA ના રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર કરી શકે છે અને વ્યાપક કાર્યક્રમો સાથે માહિતી સંગ્રહ માટે નવી પ્રણાલી બનાવી શકે છે. yDNA પણ બેન્ઝિન રિંગનો ઉપયોગ કરે છે, જે xDNA જેવું જ છે, જેમાં માત્ર એક જ તફાવત સુગંધિત રિંગ ઉમેરવાનું સ્થળ છે. બેન્ઝિન રિંગનું સ્થાન વિસ્તૃત હેલિક્સની પસંદગીની રચનામાં ફેરફાર કરે છે. બદલાયેલ રચના વાય. ડી. એન. એ. ને ઇન્ટરસ્ટ્રાન્ડ હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સ બદલીને તેની દિશામાં બી-ડી. એન. એ. સાથે વધુ સમાન બનાવે છે. સ્થિરતા આધાર અને કરોડરજ્જુની ખાંડ વચ્ચેની કડી વિશે પાયાના પરિભ્રમણ પર ખૂબ નિર્ભર છે. આ અભિગમ માટે yDNAની બદલાયેલી પસંદગી તેને xDNA કરતાં એકંદરે વધુ સ્થિર બનાવે છે. બેન્ઝિન સ્પેસરનું સ્થાન પાયાના ખાંચની ભૂમિતિને પણ અસર કરે છે, જે પડોશી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં ફેરફાર કરે છે. વાય-ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ અને કુદરતી ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વચ્ચેની આધાર જોડી xDNAની જેમ સહેજ વળાંક લેવાને બદલે સમતલીય હોય છે. આ xDNA દ્વારા પ્રાપ્ત કરતાં પણ વધુ હેલિક્સના ઉદયને ઘટાડે છે. જ્યારે xDNA અને yDNA મોટાભાગના ગુણધર્મોમાં ખૂબ સમાન હોય છે, જેમાં તેમની વધેલી સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે, ત્યારે yDNA શ્રેષ્ઠ મેળ ખાતી માન્યતા દર્શાવે છે. વાય-પાયરિમિડીન્સ બે એનોમેરિક કાર્બન વચ્ચેના અંતરના પરિણામે એક્સ-પાયરિમિડીન્સ કરતાં સહેજ મજબૂત સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ પ્રદર્શિત કરે છે, જે વાય. ડી. એન. એ. માં સહેજ વધારે છે. xDNA હજુ પણ મોડેલ હેલિક્સમાં મજબૂત સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ધરાવે છે, પરંતુ કુદરતી ડબલ હેલિક્સમાં x-અથવા y-પાયરિમિડીન્સ ઉમેરવાથી ઇન્ટ્રા-અને ઇન્ટરસ્ટ્રાન્ડ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ મજબૂત બને છે, જે એકંદર હેલિક્સ સ્થિરતામાં વધારો કરે છે. અંતે, બંનેમાંથી કઈ સૌથી મજબૂત એકંદર સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ધરાવે છે તે ક્રમ પર આધારિત છે; xT અને yT એ સમાન તાકાત સાથે A ને બાંધે છે, પરંતુ G સાથે બંધાયેલ yC ની સ્ટેકિંગ ઊર્જા xC બાય 4kJ/mol કરતા વધુ મજબૂત છે. વાય. ડી. એન. એ. અને અન્ય વિસ્તૃત પાયા એ ખૂબ જ નાના ક્ષેત્રનો ભાગ છે જેનો ખૂબ ઓછો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. સંશોધન સૂચવે છે કે આદર્શ રચના હજુ શોધવાનું બાકી છે, પરંતુ બેન્ઝિનનું સ્થાન વિસ્તૃત ન્યુક્લિયોબેઝના અભિગમ અને માળખાને અસર કરે છે તે જાણીને તેમની ભાવિ રચનામાં માહિતી ઉમેરે છે. વાય. ડી. એન. એ. અને એક્સ. એક્સ. ડી. એન. એ. ડબલ-એક્સપેન્ડેડ (અથવા નેફથો-હોમોલોગેટેડ) ન્યુક્લિયોબેસીસ બેન્ઝિન રિંગને બદલે નેફ્થલીન સ્પેસરનો સમાવેશ કરે છે, જે તેની બે-રિંગવાળી રચના સાથે આધારને બમણો પહોળો કરે છે. આ માળખાઓ (xDNA અને yyDNA તરીકે ઓળખાય છે) કુદરતી પાયા કરતાં 4.8 Å પહોળા છે અને 1984માં ATP-આધારિત ઉત્સેચકોમાં વિસ્તૃત એડેનિન પર લિયોનાર્ડના સંશોધનના પરિણામે ફરી એકવાર બનાવવામાં આવ્યા હતા. 2013 સુધી લગભગ ત્રણ દાયકા સુધી આ બમણું-વિસ્તૃત પાયા પર કોઈ સાહિત્ય પ્રકાશિત થયું ન હતું, જ્યારે શર્મા, લેટ અને વેટમોર દ્વારા પ્રથમ XXGનું નિર્માણ કરવામાં આવ્યું હતું અને તેને પ્રાકૃતિક હેલિક્સમાં XXA સાથે સામેલ કરવામાં આવ્યું હતું. XXDNA પર બહુ ઓછું સંશોધન કરવામાં આવ્યું હોવા છતાં, XX-પ્યુરિન પડોશીઓ પહેલેથી જ 119% (x-પ્યુરિનમાં 62 ટકાના વિરોધમાં) દ્વારા ઇન્ટ્રાસ્ટ્રાન્ડ સ્ટેકિંગ ઊર્જામાં વધારો દર્શાવવામાં આવ્યા છે. એક્સએક્સ-પ્યુરિન અને પાયરિમિડીન ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ સ્ટેકિંગ ઊર્જામાં એકંદર ઘટાડો દર્શાવે છે, પરંતુ પાયરિમિડીન અને એક્સએક્સ-પ્યુરિન સહિત ડુપ્લેક્સની એકંદર સ્થિરતામાં 22 ટકાનો વધારો થાય છે, જે પાયરિમિડીન અને એક્સ-પ્યુરિન કરતા બમણાથી વધુ છે. એક્સ. ડી. એન. એ. નો ઉપયોગ રાસાયણિક અને જૈવિક સંશોધનમાં ઘણા ઉપયોગો ધરાવે છે, જેમાં સ્કેફોલ્ડિંગ જેવા કુદરતી ડીએનએના ઉપયોગો પર વિસ્તરણનો સમાવેશ થાય છે. સ્વ-એસેમ્બલિંગ નેનોસ્ટ્રક્ચર્સ બનાવવા માટે, વૃદ્ધિને ટેકો આપવા માટે એક પ્રકારની ટ્રીલી તરીકે સ્કેફોલ્ડની જરૂર પડે છે. ભૂતકાળમાં ડીએનએનો ઉપયોગ આ હેતુ માટે એક સાધન તરીકે કરવામાં આવ્યો છે, પરંતુ વિસ્તૃત સ્કેફોલ્ડ્સ વધુ જટિલ સ્વ-એસેમ્બલી માટે મોટા સ્કેફોલ્ડ્સને એક વિકલ્પ બનાવે છે. xDNA ના વિદ્યુત વહન ગુણધર્મો પણ તેને મોલેક્યુલર વાયર તરીકે મુખ્ય ઉમેદવાર બનાવે છે, કારણ કે તેની π-π ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ તેને અસરકારક રીતે વીજળી સંચાલિત કરવામાં મદદ કરે છે. તેની 8-અક્ષરની મૂળાક્ષર (A, T, C, G, xA, xT, xC, xG) તેને સંગ્રહ ઘનતાના 2n ગણા વધારાને સંગ્રહિત કરવાની ક્ષમતા આપે છે, જ્યાં n અનુક્રમમાં અક્ષરોની સંખ્યાને રજૂ કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, બી-ડીએનએ સાથે 6 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનું સંયોજન 4096 સંભવિત સિક્વન્સ આપે છે, જ્યારે xDNA સાથે સમાન સંખ્યામાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનું સંયોજન 262,144 સંભવિત સિક્વન્સ આપે છે. વધુમાં, xDNA નો ઉપયોગ એન્ઝાઇમ સક્રિય સ્થળો પર ફ્લોરોસન્ટ પ્રોબ તરીકે થઈ શકે છે, જેમ કે લિયોનાર્ડ એટ અલ દ્વારા તેની મૂળ એપ્લિકેશન હતી. xDNA ને પ્રોટીન-DNA ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના અભ્યાસ માટે પણ લાગુ કરવામાં આવ્યું છે. એક્સ. ડી. એન. એ. ના કુદરતી ફ્લોરોસીંગ ગુણધર્મોને કારણે, તેને પ્રયોગશાળા અને રહેવાની પરિસ્થિતિઓ બંનેમાં સરળતાથી જોઈ શકાય છે. xDNA બનાવવું અને ઓલિગોમેરાઇઝ કરવું વધુ સરળ બની રહ્યું છે, અને પૂરક DNA અને RNA સિક્વન્સ સાથે તેના ઉચ્ચ-આકર્ષણ બંધનનો અર્થ એ છે કે તે માત્ર કોષમાં ફરતા આ સિક્વન્સને શોધવામાં મદદ કરી શકશે નહીં, પણ જ્યારે તેઓ પહેલેથી જ કોષની અંદરની અન્ય રચનાઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી રહ્યા હોય ત્યારે પણ. xDNA પાસે પરીક્ષણોમાં સંભવિત ઉપયોગો પણ છે જે TdT નો ઉપયોગ કરે છે કારણ કે તે પત્રકારોમાં સુધારો કરી શકે છે, અને ઇન્ટરસ્ટ્રાન્ડ બોન્ડિંગ માટે એફિનિટી ટેગ તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. ડીએનએ આરએનએ ડીએનએ સિક્વન્સિંગ આનુવંશિક ઇજનેરી નેનોબાયોટેકનોલોજી ન્યુક્લિયોબેઝ હાચિમોજી ડીએનએ કૃત્રિમ રીતે વિસ્તૃત આનુવંશિક માહિતી પ્રણાલી (એઇજીઆઇએસ) સંદર્ભો બાયોકેમિસ્ટ્રી પદ્ધતિઓ ડીએનએ આનુવંશિક તકનીકો મોલેક્યુલર બાયોલોજી