XDNA
ایکس ڈی این اے (جسے توسیعی ڈی این اے یا بینزو ہومولوگیٹڈ ڈی این اے بھی کہا جاتا ہے) ایک سائز میں توسیع شدہ نیوکلیوٹائڈ نظام ہے جو بینزین رنگ اور چار قدرتی اڈوں میں سے ایک: اڈینائن، گوانائن، سائٹوسین اور تھامین کے فیوژن سے ترکیب کیا جاتا ہے۔ یہ سائز کی توسیع ایک 8 حرفی حروف پیدا کرتی ہے جس میں قدرتی ڈی این اے (جسے اکثر ادب میں بی-ڈی این اے کہا جاتا ہے) 4 حرفی حروف کے مقابلے میں 2n کے عنصر سے زیادہ معلومات کی کثافت ہوتی ہے۔ عام بیس جوڑی کی طرح، ایکس ٹی کے ساتھ اے جوڑے، ایکس جی کے ساتھ سی جوڑے، ایکس سی کے ساتھ جی جوڑے، اور ایکس اے کے ساتھ ٹی جوڑے۔ اس طرح ڈبل ہیلکس قدرتی ڈبل ہیلکس سے 2.4 Å چوڑا ہوتا ہے۔ جبکہ ساخت میں بی-ڈی این اے سے ملتا جلتا ہے، ایکس ڈی این اے میں منفرد جذب، فلوروسینس اور اسٹیکنگ خصوصیات ہیں۔ ابتدائی طور پر نیلسن جے لیونارڈ کے گروپ کے ذریعہ ایک انزائم تحقیقات کے طور پر ترکیب شدہ، بینزو ہومولوجٹڈ اڈینائن پہلی بیس کی ترکیب تھی۔ بعد میں، ایرک ٹی کول کے گروپ نے بقیہ تین توسیعی اڈوں کی ترکیب مکمل کی، بالآخر اس کے بعد وائی ڈی این اے ("وسیع" ڈی این اے)، ایک اور بینزو-ہومولوگیٹڈ نیوکلیوٹائڈ سسٹم، اور نیفتھو-ہومولوگیٹڈ ایکس ایکس ڈی این اے اور وائی ڈی این اے آئے۔ جب زیادہ درجہ حرارت کا سامنا کرنا پڑتا ہے تو باقاعدہ ڈی این اے کے مقابلے میں ایکس ڈی این اے زیادہ مستحکم ہوتا ہے، اور جب کہ ایکس ڈی این اے، وائی ڈی این اے، ایکس ڈی این اے اور وائی ڈی این اے کے پورے تار موجود ہوتے ہیں، فی الحال ان کی ترکیب اور برقرار رکھنا مشکل ہوتا ہے۔ ایکس ڈی این اے کے ساتھ تجربات قدرتی بی-ڈی این اے کے رویے کے بارے میں نئی بصیرت فراہم کرتے ہیں۔ توسیعی بیس xA، xC، xG، اور xT قدرتی طور پر فلوروسینٹ ہوتے ہیں، اور صرف توسیعی بیس پر مشتمل واحد اسٹرینڈ قدرتی ڈی این اے کے واحد اسٹرینڈ کو پہچان سکتے ہیں اور ان سے جڑے رہ سکتے ہیں، جس سے وہ حیاتیاتی نظاموں کے مطالعہ کے لیے مفید اوزار بن جاتے ہیں۔ ایکس ڈی این اے عام طور پر قدرتی اور توسیعی نیوکلیو بیس کے درمیان بیس جوڑوں کے ساتھ تشکیل پاتا ہے، تاہم ایکس-نیوکلیو بیس کو بھی ایک ساتھ جوڑا بنایا جا سکتا ہے۔ موجودہ تحقیق مستقبل قریب میں ایک قابل عمل جینیاتی انکوڈنگ نظام کے طور پر xDNA کی حمایت کرتی ہے۔ ابتداء توسیع پانے والا پہلا نیوکلیوٹائڈ پیورین اڈینائن تھا۔ نیلسن جے لیونارڈ اور ان کے ساتھیوں نے اس اصل ایکس نیوکلیوٹائڈ کی ترکیب کی، جسے "توسیعی اڈینائن" کہا جاتا تھا۔ ایکس اے کو اے ٹی پی پر منحصر انزائموں کے فعال مقامات کی تحقیقات میں تحقیقات کے طور پر استعمال کیا گیا تھا، خاص طور پر سبسٹریٹ فعال ہونے کے باوجود کیا تبدیلیاں لے سکتا ہے۔ تقریبا دو دہائیوں کے بعد، دیگر تین اڈوں کو کامیابی کے ساتھ بڑھایا گیا اور بعد میں ایرک ٹی کول اور ان کے ساتھیوں نے انہیں ڈبل ہیلکس میں ضم کر دیا۔ ان کا مقصد ایک مصنوعی جینیاتی نظام بنانا تھا جو قدرتی جینیاتی نظام کے افعال کی نقل کرتا ہے اور اس سے آگے نکل جاتا ہے، اور زندہ خلیوں اور تجرباتی بائیو کیمسٹری دونوں میں ڈی این اے کے استعمال کو وسیع کرنا تھا۔ ایک بار توسیع شدہ بیس سیٹ بنانے کے بعد، مقصد وفادار نقل کرنے والے انزائموں کی شناخت یا ترقی اور توسیع شدہ ڈی این اے حروف تہجی کو مزید بہتر بنانے کی طرف منتقل ہو گیا۔ ترکیب بینزو-ہومولوگٹڈ پیورینز (xA اور xG) میں، بینزین کی انگوٹی نائٹروجن-کاربن (N-C) بانڈز کے ذریعے نائٹروجن بیس سے جڑی ہوتی ہے۔ بینزو-ہومیولوگیٹڈ پائریمائڈائنز بیس اور بینزین کے درمیان کاربن-کاربن (سی-سی) بانڈز کے ذریعے بنتی ہیں۔ اب تک، فاسفورامائڈائٹ مشتقات کا استعمال کرتے ہوئے ڈی این اے کے تاروں میں ایکس-نیوکلیوبیس شامل کیے گئے ہیں، کیونکہ روایتی پولیمرس ایکس ڈی این اے کے تاروں کی ترکیب میں ناکام رہے ہیں۔ ایکس-نیوکلیوٹائڈز بی-ڈی این اے پولیمرس کے لیے سبسٹریٹس کے طور پر ناقص امیدوار ہیں کیونکہ ان کا سائز اتپریرک ڈومین پر پابند ہونے میں مداخلت کرتا ہے۔ ٹیمپلیٹ سے آزاد انزائموں کو استعمال کرنے کی کوششیں کامیاب رہی ہیں کیونکہ ان میں سبسٹریٹس کے لیے ہندسی رکاوٹ کم ہوتی ہے۔ ٹرمینل ڈی آکسینوکلیوٹیڈائل ٹرانسفرس (ٹی ڈی ٹی) کا استعمال اس سے پہلے اڈوں کے تاروں کی ترکیب کے لیے کیا گیا ہے جو فلوروفورز سے جڑے ہوئے ہیں۔ ٹی ڈی ٹی کا استعمال کرتے ہوئے، 30 مونومرز کو ملا کر ایکس ڈی این اے کا ڈبل ہیلکس بنایا جا سکتا ہے، تاہم یہ اولیگومیرک ایکس ڈی این اے زبردست ہائیڈروجن بانڈنگ کی وجہ سے اس لمبائی سے آگے اپنی توسیع کو روکتا دکھائی دیتا ہے۔ روک تھام کو کم کرنے کے لیے، ایکس ڈی این اے کو باقاعدہ ہیلکس میں ہائبرڈائز کیا جا سکتا ہے۔ نقل xDNA کو معلومات کے ذخیرے کے متبادل ڈھانچے کے طور پر استعمال کرنے کے لیے، اس کے لیے ایک قابل اعتماد نقل کے طریقہ کار کی ضرورت ہوتی ہے۔ ڈی این اے پولیمریز I سے کلینو ٹکڑے کا استعمال کرتے ہوئے ایکس ڈی این اے کی نقل میں تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ ایک قدرتی بیس پارٹنر کو منتخب طور پر سنگل نیوکلیوٹائڈ داخل کرنے کی مثالوں میں شامل کیا جاتا ہے۔ تاہم، ڈی این اے پولیمرس IV (ڈی پی او 4) اعلی وفاداری کے ساتھ اس قسم کے اندراج کے لیے ایکس ڈی این اے کا کامیابی سے استعمال کرنے میں کامیاب رہا ہے، جس سے یہ ایکس ڈی این اے کی نقل کو بڑھانے میں مستقبل کی تحقیق کے لیے ایک امید افزا امیدوار بن گیا ہے۔ ایکس ڈی این اے کی مماثلت حساسیت بی-ڈی این اے کی طرح ہے۔ ساخت قدرتی اڈوں کی طرح، ایکس-نیوکلیوٹائڈز منتخب طور پر بی-ڈی این اے سے مشابہت رکھنے والے ڈوپلیکس ڈھانچے میں جمع ہوتے ہیں۔ xDNA کو اصل میں نائٹروجن بیس میں بینزین رنگ کو شامل کرکے ترکیب کیا گیا تھا۔ تاہم، دیگر توسیع شدہ اڈے تھیوفین اور بینزو [ب] تھیوفین کو بھی شامل کرنے میں کامیاب رہے ہیں۔ ایکس ڈی این اے اور وائی ڈی این اے اڈوں کو چوڑا کرنے کے لیے بینزین کے بجتوں کا استعمال کرتے ہیں اور اس طرح انہیں "بینزو-ہومولوگیٹڈ" کہا جاتا ہے۔ توسیع شدہ نیوکلیو بیسز کی ایک اور شکل جسے وائی ڈی این اے کے نام سے جانا جاتا ہے، نیفتھلین کو بیس میں شامل کرتا ہے اور "نیفتھو-ہومولوجٹڈ" ہوتے ہیں۔ xDNA میں 3.2 Å کا اضافہ اور 32° کا موڑ ہوتا ہے، جو B-DNA سے نمایاں طور پر چھوٹا ہوتا ہے، جس میں 3.3 Å کا اضافہ ہوتا ہے اور 34.2 ° xDNA نیوکلیوٹائڈز کا موڑ دونوں تاروں پر ہو سکتا ہے-یا تو اکیلے (جسے "دوگنا توسیعی DNA" کہا جاتا ہے) یا قدرتی اڈوں کے ساتھ ملایا جاتا ہے-یا خصوصی طور پر ایک تار یا دوسرے پر۔ بی-ڈی این اے کی طرح، ایکس ڈی این اے تکمیلی سنگل اسٹرینڈڈ ڈی این اے یا آر این اے کی ترتیب کو پہچان سکتا ہے اور باندھ سکتا ہے۔ ایکس ڈی این اے سے بننے والے ڈوپلیکس قدرتی ڈوپلیکس سے ملتے جلتے ہیں اس کے علاوہ دو شوگر فاسفیٹ ریڑھ کی ہڈیوں کے درمیان کا فاصلہ ہوتا ہے۔ پڑوسی نیوکلیوٹائڈز کے درمیان کم فاصلے کے نتیجے میں xDNA ہیلیکس میں ہیلکس کے فی موڑ بیس جوڑوں کی تعداد زیادہ ہوتی ہے۔ این ایم آر سپیکٹرا رپورٹ کرتا ہے کہ ایکس ڈی این اے ہیلیکس مخالف متوازی، دائیں ہاتھ والے ہوتے ہیں اور C2 '-اینڈو شوگر پکر کے ساتھ گلائکوسیڈک بانڈ کے ارد گرد مخالف تشکیل لیتے ہیں۔ xDNA سے بنائے گئے ہیلسیس A-ہیلکس کی تشکیل پر B-ہیلکس لینے کا زیادہ امکان رکھتے ہیں، اور ان کی بڑی نالی کی چوڑائی میں 6.5 Å کا اضافہ ہوتا ہے (جہاں کمر کی ہڈیاں سب سے زیادہ دور ہوتی ہیں) اور معمولی نالی کی چوڑائی میں 5.5 Å کی کمی ہوتی ہے (جہاں کمر کی ہڈیاں ایک دوسرے کے قریب ہوتی ہیں) B-DNA کے مقابلے میں۔ نالی کی چوڑائی کو تبدیل کرنا ایکس ڈی این اے کی ڈی این اے بائنڈنگ پروٹین کے ساتھ منسلک ہونے کی صلاحیت کو متاثر کرتا ہے، لیکن جب تک کہ توسیعی نیوکلیوٹائڈز ایک اسٹرینڈ کے لیے خصوصی ہوں، شناخت کے مقامات کافی حد تک بی-ڈی این اے سے ملتے جلتے ہیں تاکہ نقل کے عوامل اور چھوٹے پولیمائڈ مالیکیولز کے بندھن کی اجازت دی جا سکے۔ مخلوط ہیلیکس دیگر ڈی این اے بائنڈنگ مالیکیولز کا استعمال کرتے ہوئے چار توسیعی اڈوں کو پہچاننے کا امکان پیش کرتے ہیں۔ خصوصیات توسیع شدہ نیوکلیوٹائڈز اور ان کے اولیگومیرک ہیلیکس اپنے قدرتی بی-ڈی این اے ہم منصبوں کے ساتھ بہت سی خصوصیات کا اشتراک کرتے ہیں، بشمول ان کی جوڑی کی ترجیح: اے کے ساتھ ٹی، سی کے ساتھ جی۔ ایکس ڈی این اے اور بی-ڈی این اے کے درمیان کیمیائی خصوصیات میں مختلف اختلافات اس مفروضے کی حمایت کرتے ہیں کہ بینزین رنگ جو ایکس-نیوکلیوبیسز کو بڑھاتا ہے درحقیقت کیمیائی طور پر غیر فعال نہیں ہے۔ ایکس ڈی این اے بی-ڈی این اے سے زیادہ ہائیڈروفوبک ہے، اور اس میں ترمیم شدہ سنترپتی کے نتیجے میں ایک چھوٹا ہومو-لومو فرق (سب سے زیادہ قبضہ شدہ سالماتی مدار اور سب سے کم غیر قبضہ شدہ سالماتی مدار کے درمیان فاصلہ) بھی ہے۔ ایکس ڈی این اے میں پگھلنے کا درجہ حرارت بی-ڈی این اے سے زیادہ ہوتا ہے (ایکس اے اور ٹی کے مخلوط ڈیکیمر کا پگھلنے کا درجہ حرارت 55.6 ڈگری سیلسیس ہوتا ہے، جو اے اور ٹی کے اسی ڈیکیمر سے 34.3 ڈگری سیلسیس زیادہ ہوتا ہے)، اور پگھلنے کے رویے کو ظاہر کرتا ہے۔ تشکیل لیب کے حالات کے تحت، xDNA خود کو مطابقت پذیری میں ترتیب دیتا ہے۔ یہ بدقسمتی سے xDNA نیوکلیوٹائڈز کے بائنڈنگ چہرے کو بائنڈنگ کے لیے پڑوسی اسٹرینڈ کا سامنا کرنے کے لیے بے نقاب نہیں کرتا، اس کا مطلب ہے کہ ہیلیکس بنانے کی کوشش کرنے سے پہلے xDNA کی تشکیل کو تبدیل کرنے کے لیے اضافی اقدامات کا اطلاق کرنا ضروری ہے۔ تاہم، اینٹی اور سن سمت بندی توسیعی اڈوں میں عملی طور پر توانائی کے لحاظ سے یکساں ہیں۔ یہ تشکیلی ترجیح بنیادی طور پر پائریمائڈائنز میں دیکھی جاتی ہے، اور پیورینز واقفیت کے لیے کم سے کم ترجیح ظاہر کرتے ہیں۔ ڈبل ہیلکس میں نیوکلیوٹائڈز کا بہتر اسٹیکنگ ہیلکس کے استحکام کا ایک اہم تعین کنندہ ہے۔ اضافی سطح کے رقبے اور بانڈنگ کے لیے دستیاب ہائیڈروجن کے ساتھ، نیوکلیو بیسز کے لیے اسٹیکنگ کی صلاحیت بینزین سپیسر کے اضافے کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔ نائٹروجن بیس اور یا تو شوگر فاسفیٹ ریڑھ کی ہڈی کے درمیان علیحدگی کو بڑھانے سے، ہیلکس کی اسٹیکنگ توانائی کم متغیر ہوتی ہے اور اس وجہ سے زیادہ مستحکم ہوتی ہے۔ قدرتی نیوکلیو بیس جوڑوں کے لیے توانائیاں 18 سے 52 کے جے/مول تک مختلف ہوتی ہیں۔ یہ تغیر xDNA کے لیے صرف 14-40 kJ/mol ہے۔ ڈی این اے اور اس کے پڑوسی اسٹرینڈ کے درمیان اور توسیع شدہ اسٹرینڈ کے درمیان بڑھتے ہوئے اوورلیپ کی وجہ سے، توسیع شدہ اور مخلوط ہیلیکس میں زیادہ انٹرسٹرینڈ تعاملات ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں ہیلکس کے استحکام میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔ ایکس ڈی این اے نے بینزین سپیسر کے اضافے سے پیدا ہونے والے انٹر اور انٹرا اسٹرینڈ ہائیڈروجن بانڈنگ میں تبدیلیوں کے نتیجے میں اسٹیکنگ کی صلاحیتوں میں اضافہ کیا ہے، لیکن اڈوں کو بڑھانے سے ڈوپلیکس کے استحکام میں ہائیڈروجن کی شراکت میں کوئی تبدیلی نہیں آتی ہے۔ اسٹیکنگ کی ان صلاحیتوں کا استحصال xDNA اور B-DNA دونوں پر مشتمل ہیلیکس کے ذریعے کیا جاتا ہے تاکہ ہیلکس کی طاقت کو بہتر بنایا جا سکے۔ اسٹیکنگ میں اضافہ صرف A اور xA اور T اور xT پر مشتمل اسٹرینڈز میں نمایاں طور پر دیکھا جاتا ہے، کیونکہ T-xA میں اسٹیکنگ تعاملات T-A سے زیادہ مضبوط ہوتے ہیں۔ پائریمائڈائنز سے حاصل ہونے والی توانائی 30 سے 49 کے جے/مول تک ہوتی ہے۔ پیورینز کی حد 40-58 kJ/mol کے درمیان ہے۔ ڈبل ہیلکس میں ایک نیوکلیوٹائڈ کو توسیع شدہ نیوکلیوٹائڈ سے تبدیل کرنے سے، اسٹیکنگ تعاملات کی طاقت میں 50 فیصد اضافہ ہوتا ہے۔ دونوں نیوکلیوٹائڈز کو بڑھانے کے نتیجے میں اسٹیکنگ کی طاقت میں 90 فیصد اضافہ ہوتا ہے۔ اگرچہ xG کا ہیلکس کی بائنڈنگ طاقت پر مجموعی طور پر منفی اثر پڑتا ہے، لیکن دیگر تین توسیعی اڈے اپنے مثبت اثرات کے ساتھ اس سے کہیں زیادہ ہیں۔ اڈوں کی توسیع کی وجہ سے ہونے والی توانائی میں تبدیلی زیادہ تر نیوکلیو بیس کے کمیت کے مراکز کے ارد گرد بانڈ کی گردش پر منحصر ہوتی ہے، اور بڑے پیمانے پر اسٹیکنگ تعاملات کا مرکز ہیلکس کی اسٹیکنگ صلاحیت کو بہتر بناتا ہے۔ چونکہ سائز میں توسیع شدہ اڈے ہیلکس کو چوڑا کرتے ہیں، اس لیے یہ زیادہ پگھلنے والے درجہ حرارت کے ساتھ زیادہ تھرمل طور پر مستحکم ہوتا ہے۔ جذب ایکس-نیوکلیو بیسز میں بینزین سپیسر کا اضافہ بیسز کے نظری جذب سپیکٹر کو متاثر کرتا ہے۔ ایکس ڈی این اے پر لاگو وقت پر منحصر کثافت فنکشنل تھیوری (ٹی ڈی ڈی ایف ٹی) سے پتہ چلتا ہے کہ ایکس بیس میں سب سے زیادہ قبضہ شدہ سالماتی مداروں (ایچ او ایم او) کا بینزین جزو قدرتی اڈوں کے مقابلے میں پہلے نقطہ پر جذب کا آغاز کرتا ہے۔ ایکس ڈی این اے جذب سپیکٹرم کی ایک اور غیر معمولی خصوصیت کم رینج میں ایکس اے کے ریڈ شفٹڈ ایکسائمرز ہیں۔ فنگر پرنٹس کو اسٹیک کرنے کے لحاظ سے، مسلسل xA-T بیس جوڑوں میں زیادہ واضح ہائپوکرومائٹی دیکھی جاتی ہے۔ ایکس ڈی این اے کے تبدیل شدہ جذب کے اثرات میں نینو الیکٹرانک ٹیکنالوجی اور نینو بائیو ٹیکنالوجی میں ایپلی کیشنز شامل ہیں۔ ایکس-نیوکلیوٹائڈز کے درمیان کم فاصلہ ہیلکس کو سخت بنا دیتا ہے، اس طرح یہ سبسٹریٹ، الیکٹروڈ، اور فعال نینو پارٹیکل قوتوں سے اتنی آسانی سے متاثر نہیں ہوتا ہے۔ قدرتی نیوکلیوٹائڈز میں دیگر تبدیلیاں جس کے نتیجے میں مختلف جذب سپیکٹر مستقبل میں ان ایپلی کیشنز کو وسیع کریں گی۔ فلوروسینس xDNA کی ایک منفرد خاصیت اس کی موروثی فلوروسینس ہے۔ قدرتی اڈوں کو مائیکرو آرے، سیٹو ہائبرڈائزیشن، اور پولیمورفزم تجزیہ میں استعمال کے لیے براہ راست فلوروفورز سے منسلک کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، یہ فلوروسینٹ قدرتی اڈے اکثر خود کو بجھانے کے نتیجے میں ناکام ہو جاتے ہیں، جس سے ان کی فلوروسینٹ شدت کم ہو جاتی ہے اور بصری ڈی این اے ٹیگز کے طور پر ان کا اطلاق کم ہو جاتا ہے۔ ایکس-نیوکلیو بیسز میں بجتوں کے درمیان پائی تعاملات کے نتیجے میں بنفشی-نیلے رنگ کی حد میں ایک موروثی فلوروسینس ہوتا ہے، جس میں اسٹوکس 50 اور 80 این ایم کے درمیان منتقل ہوتا ہے۔ ان کی کوانٹم پیداوار بھی 0.3-0.6 کی حد میں ہوتی ہے۔ ایکس سی میں سب سے زیادہ فلوروسینٹ اخراج ہوتا ہے۔ دیگر توسیعی اڈے xDNA کی تخلیق اور اس کے ارد گرد کامیاب تحقیق کے بعد، توسیعی نیوکلیوٹائڈز کی مزید شکلوں کی تحقیقات کی گئیں۔ وائی ڈی این اے نیوکلیوٹائڈز کا دوسرا، اسی طرح کا نظام ہے جو چار قدرتی اڈوں کو بڑھانے کے لیے بینزین رنگ کا استعمال کرتا ہے۔ ایکس ایکس ڈی این اے اور وائی وائی ڈی این اے نیفتھلین کا استعمال کرتے ہیں، جو ایک پولی سائیکلک مالیکیول ہے جو دو ہائیڈرو کاربن بجتوں پر مشتمل ہے۔ دونوں حلقے بنیاد کو اور بھی وسیع کرتے ہیں، اور اس کی کیمیائی خصوصیات کو مزید تبدیل کرتے ہیں۔ xDNA کی کامیابی اور مضمرات نے تحقیق کو دوسرے عوامل کا جائزہ لینے پر آمادہ کیا جو B-DNA کی کیمیائی خصوصیات کو تبدیل کر سکتے ہیں اور وسیع تر ایپلی کیشنز کے ساتھ معلومات کو ذخیرہ کرنے کے لیے ایک نیا نظام تشکیل دے سکتے ہیں۔ وائی ڈی این اے ایکس ڈی این اے کی طرح بینزین رنگ کا بھی استعمال کرتا ہے، جس میں فرق صرف خوشبودار رنگ کے اضافے کی جگہ کا ہوتا ہے۔ بینزین رنگ کا مقام توسیعی ہیلکس کی ترجیحی ساخت کو تبدیل کرتا ہے۔ تبدیل شدہ تشکیل انٹرسٹرینڈ ہائیڈروجن بانڈز کو تبدیل کرکے وائی ڈی این اے کو اپنی سمت میں بی-ڈی این اے سے زیادہ مماثل بناتی ہے۔ استحکام بیس اور ریڑھ کی ہڈی کی شکر کے درمیان تعلق کے بارے میں بیس کی گردش پر بہت زیادہ منحصر ہے۔ اس واقفیت کے لیے وائی ڈی این اے کی تبدیل شدہ ترجیح اسے مجموعی طور پر ایکس ڈی این اے سے زیادہ مستحکم بناتی ہے۔ بینزین سپیسر کا مقام اڈوں کی نالی کی جیومیٹری کو بھی متاثر کرتا ہے، پڑوسی تعاملات کو تبدیل کرتا ہے۔ Y-نیوکلیوٹائڈز اور قدرتی نیوکلیوٹائڈز کے درمیان بیس جوڑے xDNA کی طرح قدرے موڑنے کے بجائے پلینر ہوتے ہیں۔ یہ xDNA کے ذریعہ حاصل کردہ ہیلکس کے عروج کو مزید کم کر دیتا ہے۔ اگرچہ xDNA اور yDNA زیادہ تر خصوصیات میں بالکل ملتے جلتے ہیں، بشمول ان کے بڑھتے ہوئے اسٹیکنگ تعاملات، yDNA اعلی عدم مطابقت کی شناخت کو ظاہر کرتا ہے۔ وائی-پیریمیڈائنز ایکس-پیریمیڈائنز کے مقابلے میں قدرے مضبوط اسٹیکنگ تعاملات کو ظاہر کرتی ہیں جس کے نتیجے میں دو انومیرک کاربن کے درمیان فاصلہ ہوتا ہے، جو وائی ڈی این اے میں قدرے بڑا ہوتا ہے۔ ایکس ڈی این اے میں اب بھی ماڈل ہیلیکس میں مضبوط اسٹیکنگ تعاملات ہیں، لیکن قدرتی ڈبل ہیلکس میں ایکس-یا وائی-پیریمیڈائنز کو شامل کرنے سے انٹرا اور انٹرسٹرینڈ تعاملات کو تقویت ملتی ہے، جس سے مجموعی ہیلکس استحکام میں اضافہ ہوتا ہے۔ آخر میں، دونوں میں سے کس کا سب سے مضبوط مجموعی اسٹیکنگ تعامل ترتیب پر منحصر ہے۔ xT اور yT ایک جیسی طاقت کے ساتھ A کو باندھتے ہیں، لیکن G سے منسلک yC کی اسٹیکنگ توانائی xC سے 4kJ/mol زیادہ مضبوط ہوتی ہے۔ وائی ڈی این اے اور دیگر توسیعی اڈے ایک بہت ہی چھوٹے میدان کا حصہ ہیں جس کا بہت کم مطالعہ کیا گیا ہے۔ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ مثالی تشکیل ابھی دریافت ہونا باقی ہے، لیکن یہ جان کر کہ بینزین کا مقام توسیع شدہ نیوکلیو بیسز کی واقفیت اور ساخت کو متاثر کرتا ہے ان کے مستقبل کے ڈیزائن میں معلومات کا اضافہ کرتا ہے۔ یائی ڈی این اے اور ایکس ایکس ڈی این اے دوگنا توسیع شدہ (یا نیفتھو-ہومولوجٹڈ) نیوکلیو بیسز میں بینزین رنگ کے بجائے نیفتھلین سپیسر شامل ہوتا ہے، جو بیس کو اس کے دو رنگ والے ڈھانچے سے دوگنا چوڑا کرتا ہے۔ یہ ڈھانچے (جنہیں xxDNA اور yyDNA کے نام سے جانا جاتا ہے) قدرتی اڈوں سے 4.8 Å وسیع ہیں اور ایک بار پھر 1984 میں ATP پر منحصر انزائموں میں توسیعی اڈینائن پر لیونارڈ کی تحقیق کے نتیجے میں بنائے گئے تھے۔ 2013 تک تقریبا تین دہائیوں تک ان دوگنا توسیع شدہ اڈوں پر کوئی ادب شائع نہیں ہوا تھا جب شرما، لیٹ اور ویٹ مور نے پہلا ایکس ایکس جی تیار کیا تھا اور اسے ایکس ایکس اے کے ساتھ قدرتی ہیلکس میں شامل کیا گیا تھا۔ اگرچہ XXDNA پر بہت کم تحقیق کی گئی ہے، XX-پیورین پڑوسیوں کو پہلے ہی 119% تک انٹرا اسٹرینڈ اسٹیکنگ انرجی میں اضافہ کرنے کے لیے دکھایا گیا ہے (ایکس-پیورینز میں 62 فیصد کے برعکس)۔ ایکس ایکس-پیورین اور پائریمائڈائن تعاملات اسٹیکنگ توانائیوں میں مجموعی طور پر کمی ظاہر کرتے ہیں، لیکن پائریمائڈائنز اور ایکس ایکس-پیورینز سمیت ڈوپلیکسز کے مجموعی استحکام میں 22 فیصد اضافہ ہوتا ہے، جو پائریمائڈائنز اور ایکس-پیورینز کے دوگنا سے زیادہ ہے۔ استعمال xDNA کی کیمیائی اور حیاتیاتی تحقیق میں بہت سی ایپلی کیشنز ہیں، بشمول قدرتی ڈی این اے کی ایپلی کیشنز کو بڑھانا، جیسے سکافولڈنگ۔ خود جمع ہونے والے نینو ڈھانچے بنانے کے لیے، ترقی کو سہارا دینے کے لیے ایک قسم کے ٹریلس کے طور پر ایک سہارے کی ضرورت ہوتی ہے۔ ماضی میں ڈی این اے کو اس مقصد کے لیے ایک ذریعہ کے طور پر استعمال کیا گیا ہے، لیکن توسیع شدہ سکافولڈز زیادہ پیچیدہ سیلف اسمبلی کے لیے بڑے سکافولڈز کو ایک آپشن بناتے ہیں۔ xDNA کی برقی ترسیل کی خصوصیات بھی اسے سالماتی تار کے طور پر ایک اہم امیدوار بناتی ہیں، کیونکہ اس کے π-π تعاملات اسے مؤثر طریقے سے بجلی چلانے میں مدد کرتے ہیں۔ اس کے 8 حرفی حروف تہجی (A، T، C، G، xA، xT، xC، xG) اسے ذخیرہ کرنے کی کثافت میں 2n گنا اضافے کو ذخیرہ کرنے کی صلاحیت دیتا ہے، جہاں n ایک ترتیب میں حروف کی تعداد کی نمائندگی کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، بی-ڈی این اے کے ساتھ 6 نیوکلیوٹائڈز کے امتزاج سے 4096 ممکنہ ترتیبات حاصل ہوتے ہیں، جبکہ ایکس ڈی این اے کے ساتھ بنائے گئے نیوکلیوٹائڈز کی ایک ہی تعداد کے امتزاج سے 262,144 ممکنہ ترتیبات حاصل ہوتے ہیں۔ مزید برآں، ایکس ڈی این اے کو انزائم فعال مقامات پر فلوروسینٹ تحقیقات کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسا کہ لیونارڈ اور دیگر کے ذریعہ اس کی اصل درخواست تھی۔ ایکس ڈی این اے کا اطلاق پروٹین-ڈی این اے تعاملات کے مطالعہ پر بھی کیا گیا ہے۔ ایکس ڈی این اے کی قدرتی فلوروسنگ خصوصیات کی وجہ سے، اسے لیب اور رہائشی حالات دونوں میں آسانی سے دیکھا جا سکتا ہے۔ ایکس ڈی این اے بنانا اور اولیگومیرائز کرنا زیادہ آسان ہوتا جا رہا ہے، اور تکمیلی ڈی این اے اور آر این اے ترتیبات کے ساتھ اس کی اعلی وابستگی کا پابند ہونے کا مطلب یہ ہے کہ یہ نہ صرف خلیے میں تیرتے ہوئے ان ترتیبات کا پتہ لگانے میں مدد کر سکتا ہے، بلکہ اس وقت بھی جب وہ پہلے ہی خلیے کے اندر موجود دیگر ڈھانچوں کے ساتھ تعامل کر رہے ہوں۔ ایکس ڈی این اے کے تجزیے میں ممکنہ ایپلی کیشنز بھی ہیں جو ٹی ڈی ٹی کو ملازمت دیتے ہیں کیونکہ یہ نامہ نگاروں کو بہتر بنا سکتا ہے، اور انٹرسٹرینڈ بانڈنگ کے لیے وابستگی ٹیگ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ڈی این اے آر این اے ڈی این اے سیکوینسنگ جینیٹک انجینئرنگ نینو بائیوٹیکنالوجی نیوکلیو بیس ہاچیموجی ڈی این اے مصنوعی طور پر توسیع شدہ جینیٹک انفارمیشن سسٹم (اے ای جی آئی ایس) حوالہ جات بائیو کیمسٹری کے طریقے ڈی این اے جینیٹکس تکنیک سالماتی حیاتیات