ADN el portador de información genética, se ha consolidado como un material de construcción de gran utilidad en nanotecnología. Un requisito en muchas aplicaciones es el control, montaje conmutable de nanoestructuras. En el diario Angewandte Chemie , Los científicos han introducido ahora una nueva estrategia de control mediante la alteración del valor del pH. Se basa en etilendiamina, que solo admite el ensamblaje de componentes de ADN en un ambiente 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 aún más en una rica gama de geometrías a través de autodirigidos, cohesiones finales pegajosas. El llamado ensamblaje de baldosas imita un proceso de formación de cristales en la naturaleza. Una vez que se diseñan las hebras correctas, una estructura específica se forma a través de un proceso de autoensamblaje. Los investigadores esperan utilizar este método en el futuro para organizar nanomateriales o fabricar nanorobots que podrían realizar pequeñas intervenciones en órganos enfermos o incluso en células individuales. La nanoelectrónica y la nanocatálisis también son posibles áreas de aplicación futura.
El controlado El ensamblaje conmutable de nanoestructuras ocurre con la ayuda de ciertos motivos estructurales de ADN que cambian su forma cuando cambia el pH. Sin embargo, estas estructuras se basan en secuencias de bases muy específicas. A diferencia de, un método independiente de la secuencia ofrecería acceso a un método versátil para el autoensamblaje de ADN, ampliando significativamente las posibles áreas de aplicación de la nanotecnología dinámica de ADN.
Científicos de la Universidad Tecnológica de Hefei; Universidad de Ciencia y Tecnología de China, Hefei, Porcelana, y la Universidad de Purdue en West Lafayette, ESTADOS UNIDOS, empezar con una pequeña molécula orgánica, etilendiamina, H2N-CH2-CH2-NH2. En agua, uno o ambos grupos amino (–NH2) se unen reversiblemente a un protón adicional (H +), dependiendo del valor de 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 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, Se suelen utilizar iones metálicos cargados positivamente como Mg2 +. El tampón de etilendiamina no requiere iones metálicos. Los iones metálicos aumentan la actividad de muchas enzimas, particularmente nucleasas que dividen el ADN. Por tanto, este nuevo sistema es más adecuado para su uso en presencia de enzimas.
