Saturday, 16 May 2009

Φτιάχτηκαν νανοδομές με βάση το DNA

Το DNA, που είναι γνωστό καλύτερα ως το σχεδιάγραμμα της ζωής, είναι επίσης κι ένα θαύμα της αρχιτεκτονικής που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να φτιαχτούν τρισδιάστατες δομές μεγέθους δισεκατομμυριοστού του μέτρου, σύμφωνα με μια μελέτη.

Η διπλή έλικα του DNA
Μια ομάδα επιστημόνων έχει δείξει με πειράματα πώς να κατασκευαστούν σύνθετα, σφαιρικά αντικείμενα με μικροσκοπικές σειρές του DNA που συναρμολογούνται μόνα τους.

Η νανοτεχνολογία του DNA χρησιμοποιεί τις δομικές μονάδες των ζωντανών οργανισμών όχι ως αποθήκη για τα βιολογικά δεδομένα, αλλά αντίθετα ως δομικό υλικό.

Αυτά τα βιολογικά υλικά μοριακής κλίμακας είναι υλικά με τεράστιο μέλλον σε τομείς που ξεκινούν από τη ρομποτική ως την ηλεκτρονική και τον υπολογισμό, λένε οι οι επιστήμονες.

Ένας από τους τελευταίους στόχους είναι η αυτο-οργάνωση βιο-τσιπς για τους νανο-υπολογιστές, σύμφωνα με τον χημικό Nadrian Seeman του πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης, ειδικό στην τεχνολογία με βάση το DNA.

Είτε συνθετικά είτε φυσικά, τα σκέλη του DNA επιδεικνύουν συχνά ιδιότητες που δεν μπορούν να αναπαραχθούν με τη συμβατική οργανική ή ανόργανη χημεία.

Τέτοια βιολογικά υλικά έχουν σαν πρόσθετο πλεονέκτημα μια ανανεώσιμη πηγή και, εξ ορισμού, είναι βιοδιασπάσιμα.

Η δομή της διπλής έλικας του DNA αποτελείται από δύο πεπλεγμένες σπείρες μορίων σακχάρου και φωσφορικού άλατος, που συνδέονται μαζί με ζευγάρια νουκλεοτιδίων, τις βασικές δομικές μονάδες όλης της ζωής.

Στη φύση, ο διπλός έλικας έχει πλάτος περίπου δύο νανόμετρα, και το μήκος του ποικίλει ανάλογα από τον οργανισμό, του οποίου περιέχει τον γενετικό κώδικα. Στους ανθρώπους, η κλίμακα του DNA αποτελείται από περίπου τρία δισεκατομμύρια "κλίμακες," ή τα ζεύγη των βάσεων, οι οποίες αν ξετυλίγονταν θα έφταναν σχεδόν στο ένα μέτρο.

Μερικές δισδιάστατες νανοδομές DNA έχουν ήδη φτιαχτεί, πείθοντας τα μόρια του DNA να αλληλεπιδράσουν και να κλειδωθούν μαζί με τέτοιο τρόπο ώστε να παραχθεί ένα επιθυμητό σχέδιο.

Αλλά οι μεγαλύτερες και τρισδιάστατες μορφές ήταν πολύ πιο δύσκολες να φτιαχτούν με τη χρήση των σημερινών μεθόδων, λόγω της ανάγκης να γίνει διαχείριση εκατοντάδων απλών σκελών του DNA.

Μια ομάδα ερευνητών, με επικεφαλής τον Chengde Mao του πανεπιστημίου Perdue στο Ιλλινόις υπερνίκησε αυτό το πρόβλημα, προγραμματίζοντας το DNA για πρώτη φορά προς μια βασική, "προ-κατασκευασμένη" δομική μονάδα, που σχημάτισε ένα άστρο τριών σημείων.

Το γεγονός αυτό διευκόλυνε αυτές τις ομοιόμορφες μονάδες να συγχωνευτούν σε γεωμετρικές μορφές 5 ή 12 πλευρών, ή ακόμα και σαν "buckyballs", μόρια με 32 πλευρές που αποτελούνται από 20 εξάγωνα και 12 πεντάγωνα.

"Περιμένουμε ότι η στρατηγική της συναρμολόγησης μπορεί να προσαρμοστεί για να επιτρέψει την επεξεργασία μιας σειράς σχετικά σύνθετων τρισδιάστατων δομών," συμπέραναν οι ερευνητές.
Physics4u

No comments: