In de snelle en snelgroeiende wereld van nanotechnologie, moeten de onderzoekers voortdurend op het vooruitzicht voor nieuwe bouwstenen innovatie en ontdekking aan schalen veel duwen kleiner dan de kleinste vlek van stof.
In het Instituut Biodesign bij de Universiteit van de Staat van Arizona, gebruiken de onderzoekers DNA om ingewikkelde nano-gerangschikte voorwerpen te maken. Het Werken bij deze schaal houdt groot potentieel voor het vooruitgaan van medische en elektronische toepassingen. DNA, die vaak van als molecule van het leven wordt gedacht, is een ideale bouwsteen voor nanotechnologie omdat zij zelf-assembleren, samen brekend in vormen die op natuurlijke chemische regels van aantrekkelijkheid worden gebaseerd. Dit is een belangrijk voordeel voor onderzoekers Biodesign zoals Hao Yan, die zich op het unieke chemische product en de fysische eigenschappen van DNA baseren om hun complexe nanostructures te maken.
Terwijl de wetenschappers de belofte van de nanotechnologie volledig van DNA onderzoeken, werkt de collega John Chaput van het Instituut Biodesign om onderzoekers gloednieuwe materialen te geven om hun ontwerpen te helpen. In een artikel dat onlangs in het Dagboek van de Amerikaanse Chemische Maatschappij wordt gepubliceerd, heeft Chaput en zijn onderzoekteam eerste zelf-geassembleerde nanostructures gemaakt die volledig uit nucleic glycerol een zuur- (GNA)synthetisch analogon van DNA wordt samengesteld.
„Iedereen in de nanotechnologie van DNA wordt hoofdzakelijk beperkt door wat zij overal verkrijgbaar kunnen kopen,“ bovengenoemde Chaput, die ook een hulpprofessor ASU in het Ministerie van Chemie en Biochemie is. „Wij wilden synthetische molecules bouwen die als DNA assembleerden, maar hadden extra eigenschappen niet die in natuurlijke DNA worden gevonden.“
De schroef van DNA wordt samengesteld uit enkel drie eenvoudige delen: een suiker en een fosfaatmolecule die de backbone van de ladder vormen van DNA, en één van vier stikstofhoudende basissen die omhoog de sporten maken. De stikstofhoudende basis het in paren rangschikken regels in DNA van het alfabetvouwen van DNA chemische in een verscheidenheid van nuttige vormen voor nanotechnologie, gezien „A“ een ritssluiting-als chemische band met het paar van „T“ en van „G“ slechts met „C.“ kan slechts vormen
In het geval van GNA, is de suiker het enige verschil met DNA. De vijf koolstofsuiker die algemeen in geroepen DNA wordt gevonden, deoxyribose, wordt gesubstitueerd door glycerol, die enkel drie koolstofatomen bevat.
Chaput heeft een al lang bestaande rente in het oplappen met chemische bouwstenen gehad die worden gebruikt om molecules zoals proteïnen en nucleic zuren te maken die niet in aard bestaan. Toen het tijd kwam om eerste zelf-geassembleerde nanostructures samen te stellen GNA, moest Chaput naar grondbeginselen terugkeren. Het „idee achter het onderzoek was wat om met een eenvoudige nanostructure van DNA te beginnen die wij konden enkel nabootsen.“