La creación de estructuras artificiales a partir del ADN es el objetivo de la nanotecnología del ADN. Esta nueva disciplina, que combina biología, física, La química y la ciencia de los materiales hacen uso de la capacidad de autoensamblaje de las cepas naturales de ADN. Emoticonos o cajas pequeñas, midiendo solo decenas de nanómetros se crearon a partir de ADN en una gota de agua. El profesor Alexander Heckel y su estudiante de doctorado Thorsten Schmidt del "Cluster of Excellence for Macromolecular Complexes" en la Universidad Goethe pudieron crear dos anillos de ADN de solo 18 nanómetros de tamaño, y entrelazarlos como dos eslabones de una cadena. Tal estructura se llama catenan, término derivado de la palabra latina catena (cadena). Schmidt, que se casó durante el tiempo que estuvo trabajando en los nano-anillos, cree que probablemente sean los anillos de boda más pequeños del mundo.

Desde una perspectiva científica, la estructura es un hito en el campo de la nanotecnología del ADN, ya que los dos anillos de la catenan son, a diferencia de la mayoría de las nanoarquitecturas de ADN que ya se han realizado, no formaciones fijas, pero, dependiendo de las condiciones ambientales, puede girar libremente. Por tanto, son adecuados como componentes de máquinas moleculares o de un motor molecular. "Todavía tenemos un largo camino por recorrer antes de que las estructuras de ADN, como la catenan, puedan usarse en artículos cotidianos", dice el profesor Alexander Heckel, "pero las estructuras del ADN pueden, en el futuro cercano, utilizarse para ordenar y estudiar proteínas u otras moléculas que son demasiado pequeñas para una manipulación directa, mediante la autoorganización ". De esta manera, Las nanoarquitecturas de ADN podrían convertirse en una herramienta versátil para el mundo nanométrico, cuyo acceso es difícil.

En la fabricación de nanoarquitectura de ADN, los científicos aprovechan las reglas de emparejamiento de las cuatro nucleobases de ADN, según el cual dos hebras de ADN naturales también pueden encontrarse (en la nanoarquitectura de ADN, el orden base no tiene significado biológico). Una A en una hebra se empareja con T en la otra hebra y C es complementaria a G. El truco consiste en crear las secuencias de las hebras de ADN implicadas de tal manera que se asegure que la estructura deseada se acumule por sí sola sin intervención directa. por parte del experimentador. Si solo ciertas partes de las hebras utilizadas se complementan entre sí, Se pueden crear ramas y uniones.

Según lo informado por Schmidt y Heckel en la revista Nano letras , primero crearon dos fragmentos de ADN en forma de C para los catenanos. Con la ayuda de moléculas especiales que actúan como pegamento de secuencia específica para la doble hélice, organizaron las "C" de tal manera que crearan dos uniones, con los extremos abiertos de las "C" apuntando en dirección opuesta (ver imágenes). La catenan se creó agregando dos hebras que se unen a los extremos de los dos fragmentos de anillo, que todavía están abiertos. Thorsten Schmidt dedicó la publicación a su esposa, la Dra. Diana Gonçalves Schmidt, que también valora el trabajo a nivel científico, ya que ella también era parte del grupo de trabajo de Alexander Heckel.

Dado que son mucho más pequeños que las longitudes de onda de la luz visible, los anillos no se pueden ver con un microscopio estándar. "Tendría que unir unos 4000 anillos de este tipo para lograr incluso el diámetro de un cabello humano", dice Thorsten Schmidt. Por lo tanto, muestra las catenas con un microscopio de fuerza de barrido, que escanea los anillos que se han colocado en una superficie con una punta extremadamente fina.