Nanotecnologia

Interruptor de DNA liga e desliga a luz dentro de uma molécula

Interruptor elétrico feito com molécula de DNA
Uma molécula chamada antraquinona permite controlar o fluxo elétrico das moléculas de DNA, transformando-as em interruptores.[Imagem: ASU]

DNA elétrico

Está pronta a primeira chave de DNA totalmente controlável, capaz de ligar e desligar o fluxo de eletricidade dentro de uma única molécula.

"É bem sabido que o transporte de cargas é possível no DNA, mas, para fazer um dispositivo útil, deve ser possível ligar e desligar o transporte de carga. Nós atingimos esse objetivo modificando quimicamente o DNA," disse o professor Nongjian Tao, da Universidade

"E não foi só isso, nós também podemos adaptar o DNA modificado como uma ponta de prova para medir reações ao nível de moléculas individuais. Isso fornece uma maneira única para o estudo de reações importantes envolvidas em doenças, ou reações de fotossíntese para novas aplicações de energia renovável," completou.

Interruptor elétrico de DNA

O interruptor elétrico de DNA foi construído modificando apenas uma das letras do DNA - adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C) - com outro grupo químico, chamado antraquinona (Aq).

A antraquinona é uma molécula com uma estrutura de três anéis de carbono que pode ser inserida entre dois pares de base. Ela contém também o que os químicos chamam de grupo redox - uma referência a "redução", ou ganho de elétrons, e "oxidação", ou perda de elétrons.

Com isto, a hélice modificada DNA-Aq pode deslizar livremente entre os degraus que compõem a escada da hélice dupla do DNA, dando-lhe uma nova capacidade de ganhar ou perder elétrons de forma reversiva.

Biocomputadores

A equipe pretende agora trabalhar rumo ao uso do interruptor de DNA para criar nanodispositivos.

"Nós estamos particularmente entusiasmados porque o DNA modificado fornece uma ferramenta ótima para examinar a cinética de reações redox e a termodinâmica ao nível de moléculas individuais," disse Tao.

E oferece também uma peça adicional para os circuitos lógicos e os computadores de DNA, capazes de identificar doenças.

Bibliografia:

Gate-controlled conductance switching in DNA
Limin Xiang, Julio L. Palma, Yueqi Li, Vladimiro Mujica, Mark A. Ratner, Nongjian Tao
Nature Communications
DOI: 10.1038/ncomms14471




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