Haberler

Hatasız Nanoyapılar için Protein ‘Rebar’

Paylaş

DNA yaşamın temelidir ama aynı zamanda nanoteknolojinin de temelidir.Çünkü birbirini tamamlayan kimyasal yapıları sayesinde DNA molekülleri bir diğerini tanır ve sarar.Karmaşık şekil ve yapıdaki nano ölçekli nesneleri yapmak için DNA iplikleri Lego blokları gibi bir araya gelebilir.

Ama araştırmacılar asıl hedeflerini gerçekleştirmek için çok daha büyük DNA takımlarıyla çalışmak zorundalar:dayanıklı minyatür aletler yapmak, biosensörler ve ilaç taşıma kutuları gibi.Bu zor bir hedef çünkü uzun DNA zincirleri yumuşak ve gevşektir ve uzun zincirleri bir araya getirmenin standart methodu hata yapmaya eğilimlidir.

NIST(Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü)’de araştırmacılar şimdiye kadar DNA’dan toplanan en büyük dikdörtgensel, doğrusal ve diğer şekillerden birkaçını oluşturdular.Yumuşak DNA iskelesini desteklemek için bir çeşit nanoboyutlu inşaat demiri(rebar) olan RecA olarak adlandırılan bir DNA-bağlayıcı proteini kullandılar.Yapılar,standart DNA kendiliğinden kurulma tekniklerini kullanarak yapılanlardan iki üç kat daha büyük olabilir.

Buna ek olarak ,yeni yöntem, DNA origami olarak bilinen standart tekniğe göre organize yapılar oluşturmak için kimyasal açıdan daha az farklı parçalara ihtiyaç duyduğundan , şekillerin oluşturulmasında meydana gelen hataların sayısını azaltmak muhtemeldir.

NIST araştırmacısı Alex Liddle büyük miktarlarda DNA temelli güvenilir aletler üretmenin başarısı için büyük bir artı olduğunu söyledi.

RecA’nın çift zincirli DNA’ya bağlanma becerisinin yıllardır bilinmesine rağmen, NIST ekibi, bu protein filamentlerini DNA yapılarının içine birleştirmeyi tamamlayan ilk ekip.RecA’nın eklenmesi özel bir avantaj sunar:proteinin bir birimi çift zincirli DNA’nın küçük bir bölümüne bağlandığında, çubuk mıknatısların uç uca eklenmesi gibi diğer birimleri otomatik olarak yan yana sıralamak için çeker.Tuğlalar bir temel doldurur gibi, RecA da DNA ipliğinin tüm uzunluğunu doldurur, onu gerer, genişletir ve sağlamlaştırır.2 nanometre genişliğinde DNA zinciri 4 kat daha geniş bir katı yapıya dönüşebilir.

Liddle’e göre yeni yöntem DNA origami tekniğini içerir ve onu aşar.DNA origamide, 4 baz çiftinden oluşan belirili bir sıraya sahip olan kısa DNA zincirleri, DNA’nın uzun bölümlerini birbirine bağlayan zımba olarak kullanılır.Zayıf DNA iskeletini daha güçlü ve kalın yapmak için, iplik dönüp kendini ilmikleyebilir.

Liddle,ekibinin yeni yöntemini bir zemin planıyla başlayan bir oda inşa etmeye benzetmiştir.Zımba işlevi gören DNA’nın kısa,tek sarmallı parçalarının yeri odanın köşelerini işaretler.Köşeler arasında uzun, zayıf tek sarmallı DNA parçası bulunur.DNA polimeraz enzimi, tek zincirli DNA’nın uzun parçasının bir bölümünü molekülün çift zincirli haline dönüştürür.;gerekli bir adımdır çünkü RecA güçlü bir şekilde sadece çift zincirli DNA’ya bağlanır.RecA tüm uzun çift iplikleri toplar, DNA yapısını güçlendirir ve şeklini korumak için ekstra zımba ihtiyacını sınırlar.