Na svet prichádza DNA origami

|

V bežnom svete je DNA plánom, podľa ktorého dochádza k zložitému preskupovaniu molekúl pri vytváraní oveľa zložitejších objektov – od baktérie po slona.

Pomocou metódy známej ako „DNA origami“ sa chemikom podarilo spraviť niečo podobné. Vytvorili umelú DNA, ktorá sa tiež môže zmeniť na väčšie a zložitejšie štruktúry.

DNA s takýmito vlastnosťami by mohla poskytnúť nové možnosti pri pracovaní s malými rozmermi, napríklad v oblasti nanoelektroniky, alebo pri vykonávaní výpočtov.

Novú metódu vyvinuli Paul Rothemund a Erik Winfree z Kalifornského technologického inštitútu. Rothemund už v roku 2006 ukázal, ako môže DNA s menšími malými vláknami vytvoriť dvojrozmerné „plátno“ s priemerom 100 nanometrov, na ktorom je možné vytvárať vzory, napríklad mapu Ameriky.

Vedci teraz ukázali, že takéto plátna sa môžu správať ako programovateľné „semienka“ – menšie časti DNA sa k nim pripoja a takto sa štruktúra pomaly zväčšuje až je stokrát väčšia než na začiatku.

Tím vytvoril dva druhy umelých molekúl DNA – dlhú postupnosť, ktorá sa do malého semienka poskladá a množstvo drobných postupností, z ktorých sa každá dokáže poskladať.

Keď nepreviazané časti DNA podstúpia cyklus pri teplote 40 až 90°C, spoja sa do častí v dlhšej štruktúre. Proces „rastu“ je riadený postupnosťou informácií zapísaných v semienku DNA.

Informácia v semienku riadi, ktoré časti sa pripoja na prvú vrstvu, vysvetľuje Winfree. Postupnosti z prvej vrstvy potom obsahujú informácie o ďalšej vrstve a tak ďalej.

Semienko môže okolo seba vytvoriť obal z rôznych častí usporiadaných podľa vzoru. Vzor sa opakuje, ak vytvára prvá vrstva druhú ako zrkadlový obraz pôvodného jadra.

Postupnosti môžu mať v sebe tiež zabudovaný program výpočtu , ktorý umožňuje po určitom množstve vrstiev vytvorenie špecifického vzoru. „Je to ako hra na telefón,“ povedal Winfree. Každý, kto si ju vyskúšal, vie, že správa v pôvodnom znení dlho nevydrží. Preto vedci vytvorili časti postupnosti DNA, ktorá potvrdzuje správnosť prenášanej informácie a vynecháva najchybnejšie kroky.

Hoci vedci zatiaľ použili metódu len na vytvorenie jednoduchých potrubí, možností je oveľa viac. „Je to obrazne povedané rovnaké, ako keď riadi genetický program v bunkách rast celého organizmu,“ povedal Winfree.

Winfree a Rothemund si myslia, že technika by mohla pomôcť zmeniť molekulárne súčiastky na použiteľné časti elektrických obvodov. Štruktúra je podľa nich veľmi výkonná pri spracovávaní informácií. Predstavuje vo svojej podstate univerzálny Turingov stroj, ktorý zvládne každé spracovanie informácie.

originál článku