Triple helix DNA has very important role in the genetic therapy and in the molecular biology studies. However, the formation of triple helix DNA is difficult because of the backbone charge of oligonucleotides. Various cation make improve or inhibit forming triple helix DNA. In this study, we investigated the effect of $Na^+$ ion and $Mg^{2+}$ ion using FRET technique. The experimental result shows us $Mg^{2+}$ ion help to form the triple helix DNA but $Na^+$ did not. The FRET efficiency is lower as the concentration of $Na^+$ ion higher when the concentration of $Mg^{2+}$ ion is fixed. The electrical screening effect of $Mg^{2+}$ ion make oligonucleotides move easily by reduce the electrical repulsive force. $Na^+$ ion works to the guanine rich oligonucleotides and help to change the DNA structure into the complex structure like dimer or tetramer. Because of that reason, $Na^+$ ion prevents to form triple helix DNA. We also did an experiment that the order of ion insertion changed. The order change did not affect the formation of triple helix DNA. We can know the activation energy of triple helix DNA is low from the result.
Triple helix DNA는 유전자 치료와 분자 생물학의 연구에 있어서 중요한 역할을 한다. 그러나 DNA 골격의 음전하때문에 Triple helix DNA의 형성은 어렵다. 다양한 양이온들은 Triple helix DNA의 형성을 향상시키거나 억제시킨다. 이 연구에서는 FRET을 이용하여 $Na^+$ 이온과 $Mg^{2+}$ 이온의 효과를 관찰하였다. 실험의 결과는 $Mg^{2+}$ 이온은 Triple helix DNA의 형성을 도와주었고, $Na^+$는 그렇지 않다는 것을 보여준다. $Mg^{2+}$ 이온의 농도를 고정시켰을 때는 $Na^+$ 이온의 농도가 높아질수록 FRET 효율이 떨어지는 모습을 보인다. $Mg^{2+}$ 이온의 전기적인 차폐 효과는 전기적인 척력을 감소시킴으로써 올리고뉴클레오타이드끼리 가까워지는 것을 용이하게 해준다. $Na^+$ 이온은 구아닌이 풍부한 올리고뉴클레오타이드에 작용하여 DNA가 dimer나 tetramer와 같은 복합 구조체를 형성하도록 변형시킨다. 이러한 이유로 $Na^+$ 이온은 Triple helix DNA가 형성되는 것을 방해한다. 우리는 이온을 넣는 순서를 변화시키는 실험도 수행하였다. 이온을 넣는 순서의 변화는 Triple helix DNA의 형성에 영향을 주지 않았다. 이를 통해 Triple helix DNA의 활성화 에너지는 낮다는 것을 알 수 있었다.
