Para peneliti di Universitas Duke Pratt School of Engineering telah menemukan link yang hilang dalam pemahaman para ilmuwan 'dari kekuatan fisik yang memberikan bentuk heliks DNA yang terkenal ganda.
"Stabilitas DNA sangat mendasar untuk kehidupan yang penting untuk memahami semua faktor," kata Piotr Marszalek, seorang profesor teknik mesin dan ilmu material di Duke. "Jika Anda ingin membuat model yang akurat DNA untuk mempelajari interaksi dengan protein atau obat-obatan, misalnya, Anda perlu memahami fisika dasar molekul Untuk itu, Anda perlu pengukuran yang solid dari kekuatan yang menstabilkan DNA.."
Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan online oleh Physical Review Letters pada 5 Juli, tim Marszalek laporan-laporan pengukuran langsung pertama dari kekuatan di dalam untai tunggal DNA yang angin di sekitar satu sama lain dalam pasangan untuk membentuk, lengkap molekul untai ganda. Penelitian ini didukung oleh National Science Foundation dan Institut Kesehatan Nasional.
Masing-masing untai DNA termasuk gula dan fosfat "tulang punggung" yang melekat pada salah satu dari empat basa, yang menyandi urutan genetik. Kekuatan dari interaksi dalam helai individu sebagian besar berasal dari daya tarik kimia antara basis ditumpuk. Tapi integritas DNA beruntai ganda tergantung pada kekuatan susun antara unit dasar sepanjang helix ganda dan pada kekuatan pasangan antara basa komplementer, yang membentuk anak tangga dari tangga memutar.
Penelitian sebelumnya telah difokuskan perhatian lebih pada ikatan kimia antara basis lawan, mengukur kekuatan mereka dengan "unzip" dua molekul 'untai, Marszalek kata. Studi DNA utuh membuat sulit bagi peneliti untuk memisahkan susun dari kekuatan pasangan.
Untuk menyiasati masalah dalam penelitian baru, tim Duke digunakan mikroskop atom (AFM) untuk menangkap "sidik jari mekanis" daya tarik antara basa dalam untai DNA. Ikatan di dalam molekul gula dan fosfat tulang punggung tetap utuh dan karenanya hanya memiliki pengaruh kecil pada pengukuran kekuatan, Marszalek kata.
Mereka menarik pada helai individu yang ditambatkan di salah satu ujung ke emas dan mengukur perubahan yang berlaku saat mereka menarik. Teknik AFM memungkinkan pengukuran tepat dari kekuatan di dalam molekul individu ke satu pico-Newton - seper dari Newton. Untuk rasa skala, gaya gravitasi pada botol dua liter soda adalah sekitar 20 Newton, Marszalek mencatat.