30 de marzo de 2011

Nanomáquina de ADN para construir polímeros

  Nanomáquina de ADN para construir polímeros

[1] Investigadores de la Universidad de Nueva York han fabricado un aparato nanomecánico derivado de ADN que sintetiza distintos productos según su configuración. El aparato podría tener utilidades para la creación de polímeros "de diseño" con la encriptación de datos o como un componente de variable input para la computación basada en ADN.
  Según declaraciones realizadas en un artículo de [2] nanotechweb por [3] Ned Seeman, director del equipo de investigación de la Universidad de Nueva York, este es el primer sistema de traducción basada en un aparato nanomecánico rotario. "Es un prototipo de la transformación de un tipo de información en otro tipo de información. Supone un gran avance en nuestra capacidad de controlar la estructura de la materia a escala nanométrica".El profesor Seeman explica un ejemplo del invento: "Nuestro dispositivo el [4] PX-JX2 es una robusta secuencia-dependencia de nanomáquina de ADN. Esta es controlada por la estructura añadiendo bases complementarias de ADN".
     Seeman y sus colegas tienen previsto el uso de un par de esos dispositivos en la construcción, que convierta la secuencia de ADN en instrucciones de [5] ensamblaje de polímetros ("trasladar las señales de ADN a instrucciones de ensamblaje de polímetros"). Recientemente han desarrollado un aparato que podría hacer posible usar una variedad de estos dispositivos como brazos robóticos. "Una serie de operaciones para estos dispositivos pueden ser efectuadas por la adición de hebras de la estructura". Seeman explica: "No obstante, un tipo más general de control incluiría la habilidad a responder a señales generadas dentro de la solución. Por ejemplo, esas señales podrían informar sobre condiciones de dentro de la estructura del ADN, como [6] la transcripción lógica de los circuitos. La presencia de estas señales harían posible al sistema responder a ciertas condiciones, cada una activarían movimientos nanomecánicos".

¿Cómo es realmente el PX-JX2?
El aparato de Seeman mide 110 x 30 x 2 nanómetros y contiene dos aparatos ADN PX-JX2 que adoptan uno de dos estados estructurales dependiendo de cuál de los dos ADN atan sus hebras al aparato. Seeman y su compañero Shiping Liao añadieron más hilos de ADN para constituir el estado de cada uno de los aparatos PX-JX2. Luego añadieron moléculas de ADN DX que ofrecieron componentes para el producto final y actuaron como adaptador entre estos componentes y el aparato.
De esta manera, los científicos utilizaron la máquina para crear una de cuatro secuencias específicas de ADN o moléculas de producto. Aunque en este caso el equipo de investigadores decidió prototipar el aparato, podría también montar otras moléculas de producto.
La nanomáquina es parecida a una hebra de ARNm, que dirige la síntesis de una cadena polipeptídica particular en un organismo, según su composición. Con una diferencia importante. A diferencia de una ribosoma, el aparato de Seeman no puede translocalizar. Como consecuencia, solo puede crear productos que tienen más o mismo un tamaño parecido.
En la imagen de más abajo tomada con ayuda de un icroscopio de fuerzas el dispositivo y en la parte superior un esquema de lo que se esta viendo. Todo esta formado por ADN. Las cinco formas de diamantes están etiquetadas con números romanos y la parte de unión entre ellas están con números normales. La doble hélice del eje central entre el diamante I y doble diamante II-III y entre el otro doble diamante II-III y el IV-V esta el dispositivo programado por las señales de ADN. Si el dispositivo de la izquierda esta sólo y el de la derecha no, los puntos de unión serán el 1 y 2 en la izquierda y 4 y 7 en la derecha.




Fuentes

[1] Investigadores de la Universidad de Nueva York: http://nanotechweb.org/articles/news/4/1/1
[2] nanotechweb: http://nanotechweb.org/cws/home
[3] Ned Seeman: http://seemanlab4.chem.nyu.edu/nanotech.html
[4] PX-JX2: http://www.cs.caltech.edu/~schulman/Workshops/CS-Lens-1/seeman4.ppt
[5] ensamblaje de polímetros: http://www.niksveler.com/modules.php?name=News&file=article&sid=
429

[6] la transcripción lógica de los circuitos: http://www.pnas.org/cgi/content/full/99/20/12577

General: http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/2009/01/28/nanomaquina-de-adn-para-construir-polimeros-parte-i/print/

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