|
نانوتكنولوژي DNA كاربردي- ظهور
تكنيكهاي Aptamer - DNAzyme
در 25 سال گذشته.
مولكولهاي DNA هم به عنوان سنگ زيربناي سنتزي قدرتمند جهت ايجاد
معماريهايي با مقياسهاي نانو و هم به عنوان الگوهاي قابل برنامه ريزي
چند بعدي براي ساخت مواد نانو به كار رفتهاند. علاوه براين، عملكرد
مولكولهاي DNA از ذخيره سازي اطلاعات ژنتيكي محض به عملكردهاي تجزيهاي
مانند عملكردهاي آنزيمهاي پروتئيني (DNAzymes) و عملكردهاي ويژه
پيوندي مثل پادتنها (aptamers) توسعه يافته است. در چند سال گذشته
رشتهاي كه وابستگي به كليه رشتههاي علمي دارد بوجود آمد كه هدف آن
تركيب زيست شناسي DNA كاربردي با نانوتكنولوژي جهت ايجاد ساختارهاي
نانو بر پايه DNA يا مواد نانو در قالب DNA ميباشد كه نسبت به
محركهاي شيميايي واكنش پذير هستند...
مقدمه
قبلاً تصور ميشد كه
مولكولهاي DNA فقط نقش حمل و انتقال اطلاعات ژنتيكي از يك نسل به نسل
ديگر را دارند. با اين وجود، در حدود 25 سال پيش، DNA در زمينه علم
مواد نقش جديدي پيدا كرد. از نكته نظر ساختاري DNA ميتواند بطور خاص
به يك رشته ديگر از DNA داراي زنجيره تكميلي متصل شود و با تشكيل DNA
دو رشتهاي، ميله جامدي به طول تقريبي 50 نانومتر ايجاد كند...
با توجه به پيشرفت
چشمگير در زمينه نانوتكنولوژي DNA و بررسي DNA كاربردي، يكي كردن اين
دو رشته مهيج جهت ايجاد زمينهاي ميان رشتهاي كه DNA كاربردي را جهت
كنترل و تنظيم ساختار و ديناميكهاي ساختارهاي نانو و مواد DNA به كار
برد طبيعي است. اين دقيقاً چيزي است كه در چند سال گذشته اتفاق افتاد.
چون عملكردهاي جديد DNA هميشه در بر گيرنده واكنش با مولكولهاي
شيميايي و زيستي ديگر است، آنها اجازه ساخت معماريهاي نانومقياس
هوشمند را بما داده كه نسبت به محركهاي شيميايي يا زيستي واكنش پذير
هستند، و اين عمل بگونهاي مشابه با مواردي است كه مواد زيستي ساخته
ميشوند و در سلول عمل مينمايند...
نكات كلي
DNAzymes كاتاليزوهاي
زيستي بر اساس DNA هستند كه قادرند تبادلات شيميايي را انجام دهند. اين
كاتاليزورها در طبيعت يافت نميشوند و همه DNAzymes شناخته شده با
انتخاب در آزمايشگاه جداسازي ميشوند. تاكنون مشخص شده كه اكثر
زيرلايههاي آنها نوكلئيك اسيد بوده است...
آپتامرها در نانوتكنولوژي (نكات
كلي)
به موازات پادتنهاي
پروتئني، آپتامرها مولكولهاي پيوندي به شكل نوكلئيك اسيد هستند.
آپتامرها با يك روش انتخاب تركيبي بدست ميآيند كه به عنوان فرآيند سير
تكاملي سيستماتيك لگاندها از طريق غني سازي تواني (SELEX) شناخته
شدهاند، كه در آن مولكولهاي DNA با ويژگيهاي پيوندي مورد نظر از
كتابخانهاي كه حاوي 1015 توالي تصادفي است منفك ميشوند...
بطور خلاصه، گرچه اين
مقاله هنور بعنوان يك مقاله و مبحث بسيار جديد مطرح است، مشخص شده است
كه مولكولهاي DNAzymes و آپتازيمها در اكثر زمينههاي نانوتكنولوژي
DNA كاربرد دارند. بنابر اين رشته نانوتكنولوژي DNA به طرز چشمگيري
وسعت يافته است و مواد و ابزارهاي جديد منتج شده از آن را ميتوان براي
كاربردهاي عملي در بسياري از رشتههاي ديگر بكار برد، مثل حسگرها،
مشاهدات محيطي، تشخيصهاي پزشكي، كنترل دارو، درمان، نانو الكتريك،
نانوفتونيك، و محاسبه كوانتمي. احتمال دارد ما در آينده هماهنگي
ابزارهاي فردي را در بسياري از سيستمهاي چند وجهي ببينيم. تحقيقهاي
چند وجهي مثال كاربردهاي نانو بر اساس DNA كاربردي در ميكروفلوئيدها،
بيوفيزيك و زيست شناسي، كاربردهاي عملي چنين ابزارهايي را در بسياري از
زمينههاي جديد توسعه داده است...
|
