Con su exclusiva estructura de doble hélice, el ADN tiene la capacidad de ser utilizado como material de construcción programable para la construcción de arquitecturas de diseño a nanoescala.La arquitectura compleja de ADN podría tener una variedad de aplicaciones, basadas en el ADN de nanomotores para biodetección y entrega de medicamentos. Tomando la investigación un paso adelante, los investigadores han construido recientemente un tetraedro nanómetro del tamaño de un solo filamento de ADN, usando un método que podría tener ventajas para el montaje de estructuras similares a gran escala.
Los investigadores de la Universidad de Arizona (ASU) y la Universidad de Hong Kong de Ciencia y Tecnología (HKUST), han publicado sus resultados en un número reciente de la Revista de la Sociedad Americana de Química.
Como explican los investigadores, la variedad de diferentes construcciones artificiales de ADN ha ido en aumento. Hasta ahora, nanoestructuras de ADN en 3D son hechas de múltiples hebras de ADN (oligonucleótidos) con secuencias deliberadas. En este nuevo estudio, Hao Yan, de ASU, Yongli de Mi HKUST, y sus colegas han demostrado que los tetraedros de ADN ahora se pueden auto-plegar de sólo una cadena de ADN único. Además, demostraron un método para reproducir los tetraedros de ADN en vivo, que también podría aplicarse al diseño y la replicación del ADN de otras nanoestructuras en el futuro.
“Un auto-doblado en 3D nano jaula que se puede replicar en vivo nos dice cómo los mecanismos de la naturaleza son de gran alcance”, dijo Yan y Mi . “Nanoestructuras de ADN pueden servir como andamios para organizar otro material con arreglo espacial controlado. Espacial dependiente biomolecular / interacciones de nanomateriales así puedan adecuarse y ser estudiado”.
Los tetraedros de ADN, compuestos de cuatro caras triangulares, se construyen a partir de una cadena de ADN que es de 286 nucleótidos de largo. El tetraedro de seis bordes se compone de hélices dobles: cinco fueron idénticos (doble hélice), mientras que el borde de sesiones era más complejo estructura de”doble doble hélice”. Cuatro de los bordes de contenidos de un sitio Dividible en el centro, y los cuatro vértices consistió en una timina base desapareado, para permitir la flexibilidad necesaria para el plegado en estas esquinas. Una vez que la cadena de ADN fue emparejada de esta manera, los investigadores recocio el ADN en un proceso de calentamiento y enfriamiento. Cuando la propia cadena de ADN fue recocida, se unió con siete nanómetros de largo del tetraedro de forma mediante la combinación de los pares de bases adecuadas juntos.
Después de confirmar el éxito de la Asamblea del tetraedro de ADN, los investigadores desarrollaron un método para reproducir el uso de nanoestructuras en la clonación en vivo para producir las nanoestructuras a gran escala. Los investigadores insertaron uno de los tetraedros en una molécula llamada clonación Fagémida, y luego se recuperaron varios tetraedros replicados a través de un proceso de digestión de la restricción de la Fagémida. Este método es totalmente escalable, con el rendimiento de las estructuras de clonado proporcional al tamaño del medio de cultivo.
Como explican los investigadores, utilizando únicamente una cadena de ADN única para crear nanoestructuras tiene varias ventajas, incluyendo la simplificación del proceso de montaje, aumentar el rendimiento, ofreciendo la posibilidad de aumentar la producción y la creación de estructuras con vidas más largas en los sistemas biológicos, tales como la vida interior de las células. Esta propiedad es especialmente atractiva para aplicaciones en vivo, tales como biosensores y suministro de fármacos. En el futuro, los investigadores esperan aprovechar este método para sintetizar las nanoestructuras de ARN, así como construir otras formas complejas.

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