211service.com
DNR statybiniai blokai
Daugelį metų kai kurie tyrinėtojai teigė, kad DNR gali būti naudojama kuriant sudėtingas savaime susirenkančias struktūras ir net nanomastelio mašinas. Iš tiesų jau buvo sukurtos paprastos formos, tokios kaip kubeliai, ir paprasti prietaisai, tokie kaip pincetai, pagaminti iš DNR. Tačiau skeptikai suabejojo, ar DNR turi tokį stabilumą, kurio reikia sudėtingesniems įrenginiams.
Dabar Oksfordo universiteto mokslininkai iš DNR sukūrė standžius statybinius blokus, kurie gali būti suprojektuoti taip, kad galėtų patys susijungti į sudėtingesnes struktūras. Pasak mokslininkų, šie blokai, kurie yra piramidžių formos, jau įrodė savo naudingumą, nes pirmą kartą buvo galima išmatuoti jėgos, kurią DNR gali išlaikyti nesulenkdama, kiekį.
Andrew Turberfieldas, Oksfordo fizikos profesorius ir tyrėjas, dalyvaujantis darbe, sako, kad tai vienas iš nedaugelio DNR nanostruktūros panaudojimo pavyzdžių, leidžiančių iš tikrųjų padaryti tai, ko negalėjote padaryti anksčiau. Tai ne tik atrodo gražiai, bet ir iš tikrųjų naudinga.
Nauji matavimai rodo, kad DNR yra gana stipri medžiaga, sako Chrisas Dwyeris, Duke universiteto elektros ir kompiuterių inžinerijos profesorius, taip pat dirbantis su DNR savaiminiu surinkimu. Tai patvirtina argumentą, kad DNR savaiminį surinkimą galėsime panaudoti sudėtingesnėms struktūroms.
DNR yra patraukli medžiaga savarankiškai surenkamiems prietaisams, nes jos bazių seka, kuri organizme tarnauja kaip genetinis kodas, gali būti programuojama. Pakoreguodami šį kodą, mokslininkai gali nukreipti, kaip sruogos susijungs, kai jos pridedamos prie tirpalo.
Darbe Oksforde keturios DNR grandinės buvo piramidžių pagrindas. Kiekviena sruoga sudaro vieną trikampį veidą. Šių trikampių kraštuose yra atviros dėlionės gabalėlių sekos, kurios susijungia su kitu trikampio kraštu. Kai šios briaunos susikerta, trikampiai susilanksto į piramidės formą. Tiesiog sumaišę reikiamą skaičių skirtingų gijų, mokslininkai pastatė trilijonus piramidžių – ir vos per kelias sekundes.
Šios paprastos struktūros gali būti naudingos kaip konteineriai, galbūt vaistų tiekimui į organizmą. Tačiau tai taip pat yra standžios struktūros, kurios galėtų būti daugelio kitų sudėtingesnių struktūrų atspirties taškas. Kad šie statybiniai blokai susijungtų į sudėtingesnes struktūras, Oksfordo tyrėjai vėl kreipėsi į DNR. Jie įtraukė laisvas sruogas į struktūras su sekomis, skirtomis susieti su laisvomis sruogomis gretimose piramidėse.
Iki šiol jie naudojo šią techniką tik piramidžių poroms formuoti. Tačiau jie sako, kad turėtų būti įmanoma sujungti daug daugiau. Keisdami naudojamas sekas ir vietą, kur jos yra piramidėse, pavyzdžiui, kraštuose ar taškuose, mokslininkai teigia, kad jų piramidės gali savaime susidėlioti į įvairias formas. Jie tikisi, kad DNR gali lengvai pasitarnauti kaip pastoliai kitoms medžiagoms tvarkyti.
Tai puikus būdas išdėstyti architektūrą iš esmės atominiu tikslumu, sako Turberfieldas, tačiau norėdami sukurti kokį nors naudingą molekulinį įrenginį, beveik neabejotinai norėsite susieti kitus dalykus, pavyzdžiui, molekulinius elektroninius komponentus, su pastoliais, tokiais kaip. tai padaryti visą įrenginį. Tokie komponentai gali būti nanolaidai, kurie gali sukelti trimatę grandinę, galbūt tankiems ir galingiems kompiuteriams. Juose taip pat gali būti biologinių molekulių, skirtų aptikti arba fluorescuoti chemines medžiagas, skirtas vaizdavimo reikmėms.
Didžiausias šių piramidžių pranašumas iš tikrųjų gali būti pradinis jų sudėtingumo trūkumas. Patrick Doyle, MIT chemijos inžinerijos profesorius, tyrinėjantis DNR dinamiką, sako, kad dizainas yra gana elegantiškas.
Anksčiau trimatės DNR struktūros buvo kuriamos sudėtingais žingsniais ir galiausiai pagamino keletą kopijų. Tačiau šios piramidės, kurios susidaro kaitinant, o vėliau aušinant DNR grandines, surenka tik vieną žingsnį ir duoda daug didesnį derlių.
Viena iš šios struktūros privalumų yra ypatingas paprastumas ir labai didelis sintezės išeiga bei greitis, sako Turberfieldas. Jei norite, kad iš statybinio bloko būtų galima pagaminti daug kitų dalykų, nenorite vargti statydami bloką – norite, kad tai būtų lengva. Tada galėsite tęsti sunkesnius dalykus, susiedami juos vėliau.