El ADN, el portador de información genética, se ha establecido como un material de construcción de gran utilidad en nanotecnología. Un requisito en muchas aplicaciones es el ensamblaje controlado y conmutable de nanoestructuras. En la revista Angewandte Chemie , los científicos han introducido una nueva estrategia de control mediante la alteración del valor del pH. Se basa en etilendiamina, que solo admite el ensamblaje de componentes del ADN en un entorno neutro a ácido, independientemente de las secuencias de bases y sin iones metálicos.
Se puede tejer un conjunto de hebras simples cortas de ADN en una loseta que se agrega en una amplia gama de geometrías a través de cohesiones auto-dirigidas y adhesivas. El llamado ensamblaje de losetas imita un proceso de formación de cristales en la naturaleza.Una vez que se diseñan las hebras correctas, se forma una estructura específica a través de un proceso de autoensamblaje. Los investigadores esperan utilizar este método en el futuro para organizar nanomateriales o crear nanorobots que podrían realizar pequeñas intervenciones en órganos enfermos o incluso en células individuales. Nanoelectrónica y nanocatálisistambién son posibles áreas de aplicación futura.
El ensamblaje controlado y conmutable de nanoestructuras se produce con la ayuda de ciertos motivos estructurales de ADN que cambian de forma cuando cambia el pH. Sin embargo, estas estructuras se basan en secuencias de bases muy específicas. Por el contrario, un método independiente de secuencia ofrecería accesoa un método universal y versátil para el autoensamblaje de ADN, ampliando significativamente las posibles áreas de aplicación de la nanotecnología dinámica de ADN.
Los científicos de la Universidad Tecnológica de Hefei; la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, Hefei, China, y la Universidad Purdue en West Lafayette, EE. UU., Comienzan con una pequeña molécula orgánica, etilendiamina, H 2 N - CH 2 - CH 2 - NH 2. En agua, uno o ambos grupos amino -NH 2 se unen de forma reversible a un protón adicional H +, según el valor del pH.las cantidades relativas de las tres posibles especies dependen en gran medida del pH. Las moléculas de etilendiamina con una carga positiva doble son capaces de proteger electrostáticamente las cargas negativas en la columna vertebral del ADN para que se repelan menos entre sí, lo que favorece el autoensamblaje.
El equipo encabezado por Yulin Li, Zhaoxiang Deng y Chengde Mao pudo usar un tampón que contenía etilendiamina para ensamblar bloques de construcción de ADN en forma de cruz mosaicos individuales en una estructura de panal bidimensional extendida en un ambiente neutro a ácido. En condiciones ligeramente alcalinas, no se formaron estructuras extendidas. Como ejemplo de una estructura tridimensional, los investigadores hicieron jaulas tetraédricas con bloques de construcción con forma de estrellas de tres puntas. A un pH de 6,5, las estrellas se convirtieron reversiblemente en tetraedro; a un pH de 8 volvieron a la forma de estrella o hebras individuales.
Para proteger las cargas negativas en el ADN, generalmente se usan iones metálicos con carga positiva como Mg 2+. El tampón de etilendiamina no requiere iones metálicos. Los iones metálicos aumentan la actividad de muchas enzimas, particularmente las nucleasas que dividen el ADN. Este nuevopor tanto, el sistema es más adecuado para su uso en presencia de enzimas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Wiley . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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