Os cientistas fazem o primo do ADN para o bloco de apartamentos da nanotecnologia

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O cientista John Chaput do instituto de Biodesign e sua equipa de investigação fizeram os primeiros nanostructures auto-montados compor inteiramente do ácido nucleico do glicerol um analog sintético do ADN. Os nanostructures contêm Estale aqui para mais informação

No mundo rápido e em crescimento rápido da nanotecnologia, os investigadores estão continuamente na vigia para que os blocos de apartamentos novos empurrem a inovação e a descoberta para as escalas muito menores do que a salpicadura a mais minúscula da poeira.

No instituto de Biodesign na universidade de estado do Arizona, os investigadores estão usando o ADN para fazer objetos nano-feitos sob medida intricados. Trabalhar nesta escala prende o grande potencial para avançar aplicações médicas e eletrônicas. O ADN, pensou frequentemente como da molécula da vida, é um bloco de apartamentos ideal para a nanotecnologia porque auto-montam, agarrando junto nas formas baseadas em réguas químicas naturais da atração. Esta é uma vantagem principal para os investigadores de Biodesign como Hao Yan, que confiam nas propriedades químicas e físicas originais do ADN para fazer seus nanostructures complexos.

Quando os cientistas explorarem inteiramente a promessa da nanotecnologia do ADN, o colega John Chaput do instituto de Biodesign está trabalhando para dar a investigadores materiais brandnew para ajudar a seus projetos. Em um artigo publicou recentemente no jornal da sociedade química americana, Chaput e sua equipa de investigação fêz os primeiros nanostructures auto-montados compor inteiramente do â do ácido nucleico do glicerol (GNA) um analog sintético do ADN.

A única diferença química entre ADN e um primo sintético, GNA, está na molécula do açúcar. GNA usa um açúcar do três-carbono chamado glicerol um pouco do que o deoxyribose do cinco-carbono usado em Estale aqui para mais informação.

Todos na nanotecnologia do ADN é limitado essencialmente por o que pode comprar disponível imediatamente, disse Chaput, que é igualmente um professor adjunto de ASU no departamento de química e de bioquímica. Nós quisemos construir as moléculas sintéticas que montaram como o ADN, mas tivemos propriedades adicionais não encontradas no ADN natural.

A hélice do ADN é compo de apenas três porções simples: um açúcar e uma molécula do fosfato que dê forma à espinha dorsal da escada do ADN, e uma de quatro bases nitrogenous que compo os degraus. A base nitrogenous que emparelha réguas no ADN químico da dobra do alfabeto do ADN em uma variedade de formas úteis para a nanotecnologia, dadas que A pode somente dar forma á zipper-como a ligação química com pares de T e de G somente com C.

No caso de GNA, o açúcar é a única diferença com ADN. O açúcar de cinco carbonos encontrou geralmente no ADN, chamado deoxyribose, é substituído pelo glicerol, que contem apenas três átomos de carbono.

Chaput tiveram um interesse de longa data em consertar com os blocos de apartamentos químicos usados para fazer moléculas como proteínas e os ácidos nucleicos que não existem na natureza. Quando veio hora de sintetizar os primeiros nanostructures auto-montados de GNA, Chaput teve que ir para trás aos princípios. A idéia atrás da pesquisa era o que a começar com um nanostructure simples do ADN que nós poderíamos apenas imitar.

O primeiro nanostructure auto-montado do ADN foi feito pelo laboratório de Ned Seeman na Universidade de Columbia em 1998, muito o mesmo laboratório onde o professor Hao Yan de ASU recebeu seu a equipe do Ph.D. Chaput, que inclui estudantes de terceiro ciclo Richard Zhang e Elizabeth McCullum podia não somente duplicar estas estruturas, mas, originais a GNA, encontrado poderiam fazer nanostructures da imagem de espelho.

Na natureza, muitas moléculas importantes para a vida como o ADN e as proteínas evoluíram para existir somente como destro. As estruturas de GNA, ao contrário do ADN, despejaram ser as moléculas naniometric, que em meios químicos dos termos deixou e destro.

O `que faz GNA não é complicado, é apenas três etapas, e com os três átomos de carbono, simplesmente um centro estereofónico, 'disse Chaput.  Permite que nós façam estas biomoléculas direitas e canhotas. Os povos fizeram realmente ADN canhoto, mas é um pesadelo sintético. Para usá-lo para a nanotecnologia do ADN podia nunca trabalhar. Está demasiado a uma elevação de um custo a fazer, assim que um poderia nunca começ bastante material.

A habilidade de fazer estruturas da imagem de espelho abrir possibilidades novas para fazer nanostructures. A equipa de investigação igualmente encontrou um número de propriedades físicas e químicas que eram originais a GNA, incluindo tendo uma tolerância mais elevada para aquecer-se do que nanostructures do ADN. Agora, com um material novo à disposicão, que Chaput duble nanostructures não naturais do ácido nucleico, as esperanças do grupo explorar os limites na topologia e nos tipos de estrutura que podem fazer.

Nós pensamos que nós podemos tomar este como um bloco de apartamentos básico e para começar a construir umas estruturas mais elaboradas no 2-D e a o ver em imagens atômicas da microscopia da força, disse Chaput. Eu penso que será interessante ver aonde todo irá. Os investigadores vêm acima com os todos estes projetos inteligentes agora.

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Para ler a publicação em linha, vá: http://pubs.acs.org/cgi-bin/abstract.cgi/jacsat/asap/abs/ja800079j.html