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Nanotecnologia

Cristais de DNA viram peças para nanomáquinas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/11/2014

Cristais de DNA viram peças para nanomáquinas
As fitas individuais de DNA se conectam como se fossem blocos de montar para formar as nanopeças.
[Imagem: Wyss Institute/Harvard University]

Cristais de DNA

Cristais de DNA agora podem ser feitos não apenas em grandes dimensões, mas também com profundidades precisamente determinadas, incluindo estruturas 3D complexas.

Segundo a equipe responsável pelo desenvolvimento da técnica, o material poderá viabilizar a criação de "nanodispositivos revolucionários", uma vez que construir nanomáquinas ou nanorrobôs exige peças dos mais variados formatos.

As moléculas de DNA têm atraído a atenção pelo seu potencial para servir como uma plataforma programável a partir da qual será possível construir não apenas peças para nanomáquinas, mas também pelos seus usos potenciais na ciência da computação, na microscopia, na biologia e em várias outras áreas.

Recentemente, outro grupo conseguiu pela primeira vez transmitir e medir correntes elétricas através de fitas de DNA, o que poderá dar ainda mais versatilidade a essas aplicações.

Automontagem de DNA

O trabalho rumo a esse ideal tem-se centrado em tentativas de guiar as moléculas de DNA para que elas se autoagrupem para chegar a formas precisas e às dimensões necessárias.

Yonggang Ke e seus colegas da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, construíram 32 cristais de DNA com profundidades precisamente definidas e uma variedade de sofisticadas reentrâncias tridimensionais (3-D).

A equipe já havia construído nanotubos de DNA do tamanho do vírus. As novas estruturas cristalinas são mais de 1.000 vezes maiores, alcançando as dimensões de partículas de poeira, o que é realmente muito grande no mundo da nanotecnologia de DNA.

Cristais de DNA viram peças para nanomáquinas
Todo o projeto é feito em computador, e as moléculas de DNA são misturadas para que se montem sozinhas.
[Imagem: Wyss Institute/Harvard University]

Blocos de DNA

Os blocos básicos da montagem são feitos com moléculas sintéticas de DNA de cadeias curtas, que se ajustam como peças de Lego para criar estruturas complexas maiores. As estruturas são inicialmente projetadas usando um modelo de computador de um cubo molecular, que se torna um molde mestre 3D. Cada molécula de DNA é adicionada ou removida do molde mestre de forma independente, até chegar ao formato desejado.

E então o desenho é posto em ação: os filamentos de DNA que se encaixam para formar a estrutura desejada são misturados, sendo uma questão de tempo para que eles se encontrem e se encaixem, formando as estruturas cristalinas projetadas.

"É aí que reside a característica fundamental da nossa estratégia de design - sua modularidade," disse Yonggang Ke. "A capacidade de simplesmente adicionar ou remover peças do molde mestre torna mais fácil criar praticamente qualquer projeto."

"Os cristais de DNA são interessantes para aplicações de nanotecnologia porque eles são compostos de unidades estruturais repetidas que fornecem um modelo ideal de design escalável," disse Luvena Ong, coautora do trabalho.

Bibliografia:

Artigo: DNA brick crystals with prescribed depths
Autores: Yonggang Ke, Luvena L. Ong, Wei Sun, Jie Song, Mingdong Dong, William M. Shih, Peng Yin
Revista: Nature Chemistry
Vol.: 6, 994-1002
DOI: 10.1038/nchem.2083






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