December 7, 2012

THREE-DIMENSIONAL STRUCTURES SELF-ASSEMBLED FROM DNA BRICKS



"Three-Dimensional Structures Self-Assembled from DNA Bricks". Y. Ke, L. L. Ong, W. M. Shih, P. Yin. SCIENCE 338, 1177 (2012). DOI: 10.1126/science.1227268


Translation to spanish:

Los avances recientes en nanotecnología permiten la elaboración de estructuras tridimensionales utilizando como elementos de construcción al ADN. Estos elementos de construcción funcionan como piezas de LEGO que se interconectan. Cada uno estos nuevos elementos de nanoconstrucción están hechos de hélices sencillas de ADN, y cada hélice está hecha de 32 nucleótidos. Se pueden pensar como piezas de LEGO que tienen dos patas y dos huecos; una pata de una pieza es capaz de embonar en un hueco de otra pieza, pero sólo si las secuencias de ADN de las dos hélices que forman a la pata y al hueco son complementarias.
Los elementos de construcción pueden embonar en formando ángulos rectos, ésto permite formar estructuras tridimensionales, y bajo ciertas condiciones los elementos de construcción se autoorganizan. 

Aquí se muestra la construcción de un cubo. Cada elemento de construcción puede embonar con otro único elemento de construcción que tiene una única secuencia de ADN que es compatible con sólo una posición dentro del elemento de construcción. Se puede pensar al cubo como una estructura tridimensional consistente de 1000 voxels. Cada voxel está formado por 8 parejas de nucleótidos y mide aproximadamente 2.5 nanómetros. Para generar una estructura en particular se puede restringir la ubicación de los voxels antes de que se autoorganicen. 

Se generaron hasta 100 estructuras distintas en el laboratorio, utilizando 1000 voxels. Aquí se presentan algunas de estas estructuras, generadas por computadora, y aquí se presenta una imagen microscópica de las estructuras reales. Se espera que la capacidad de generar distintos tipos de estructuras tridimensionales pueda aumentar las aplicaciones que tiene la nanotecnología que funciona a base de ADN, entre las que se pudieran encontrar la fabricación de dispositivos sofisticados que imitan a maquinarias biosintéticas y el arreglo tridimensional de moléculas de gas para la fabricación de materiales funcionales.

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