Idi na sadržaj

DNK-nanotehnologija

Nepregledano
S Wikipedije, slobodne enciklopedije
DNK-nanotehnologija uključuje formiranje vještačkih, dizajniranih nanostruktura od nukleinskih kiselina, kao što je ovaj DNK tetraedar.[1] Svaka ivica tetraedra je 20 baznih parova DNK dvostruka spirala, a svaki vrh je spoj s tri kraka. Četiri lanca DNK koji formiraju 4 tetraedarske strane su označeni bojama.

DNK-nanotehnologija je dizajn i proizvodnja vještačkih nukleinskih kiselina struktura za tehnološku upotrebu. U ovom polju, nukleinske kiseline se koriste kao nebiološki inženjerski materijali za nanotehnologiju, a ne kao nositelji genetičkih informacija u živim ćelijama. Istraživači u ovoj oblasti su stvorili statičke strukture kao što su dvodimenzijske i trodimenzijske kristalne rešetke, nanocijevi, poliedri, i proizvoljni oblici, te funkcionalni uređaji kao što su molekularne mašine i DNK računari. Ova oblast počinje da se koristi kao alat za rješavanje problema osnovnih nauka u strukturnoj biologiji i biofizici, uključujući primjene u rendgenskoj kristalografiji i spektroskopiji nuklearne magnetne rezonancije proteina za određivanje struktura. Potencijalne primjene u elektronici molekularne skale i nanomedicini također se istražuju.

Konceptualnu osnovu za DNK-nanotehnologiju prvi je postavio Nadrian Seeman početkom 1980-ih, a oblast je počela privlačiti širok interes sredinom 2000-ih. Ova upotreba nukleinskih kiselina omogućena je njihovim strogim pravilima baznih parova, koja uzrokuju da se samo dijelovi lanaca sa komplementarnim bazne sekvence vežu zajedno i formiraju jake, krute dvostruke spirale strukture. Ovo omogućava racionalni dizajn baznih sekvenci koje će se selektivno sastavljati i formirati složene ciljne strukture sa precizno kontrolisanim nanoskalnim karakteristikama. Nekoliko metoda sastavljanja se koristi za izradu ovih struktura, uključujući strukture na bazi pločica koje se sastavljaju iz manjih struktura, strukture savijanja korištenjem metoda DNK origami i dinamički rekonfigurabilne strukture korištenjem metoda pomjeranja lanca. Naziv oblasti posebno se odnosi na DNK, ali isti principi su korišteni i sa drugim vrstama nukleinskih kiselina, što je dovelo do povremene upotrebe alternativnog naziva nanotehnologija nukleinska kiseline .

Historija

[uredi | uredi izvor]

Konceptualnu osnovu za DNK nanotehnologiju prvi je postavio Nadrian Seeman početkom 1980-ih.[2] Seemanova prvobitna motivacija bila je stvaranje trodimenzionalne DNK rešetke za orijentaciju drugih velikih molekula, što bi pojednostavilo njihovu kristalografsko proučavanje eliminirajući težak proces dobijanja čistih kristala. Navodno mu je ova ideja pala na pamet krajem 1980., nakon što je shvatio sličnost između drvoreza "Dubina" M. C. Eschera i niza DNK spojeva sa šest krakova.[3][4] U to vrijeme bilo je poznato nekoliko prirodnih razgranatih struktura DNK, uključujući replikacijsku viljušku DNK i mobilni Hollidayev spoj, ali Seemanov uvid je bio da se nepokretni spojevi nukleinskih kiselina mogu stvoriti pravilnim dizajniranjem sekvenci lanaca kako bi se uklonila simetrija u sastavljenom molekulu, te da se ovi nepokretni spojevi u principu mogu kombinirati u krute kristalne rešetke. Prvi teorijski rad koji predlaže ovu shemu objavljen je 1982., a prva eksperimentalna demonstracija nepokretnog spoja DNK objavljena je sljedeće godine.[5][6]

Datoteka:Escher Depth.jpg
Drvorez „Dubina“ (na slici) autora M. C. Eschera navodno je inspirisao Nadriana Seemana da razmotri korištenje trodimenzijskih rešetki DNK za orijentaciju molekula koje je teško kristalizirati. To je dovelo do početka oblasti DNK nanotehnologije.

U 1991., Seemanova laboratorija objavila je izvještaj o sintezi kocke napravljene od DNK, prve sintetske trodimenzijske nanostrukture nukleinske kiseline, za koju je 1995. dobio Feynmanovu nagradu za nanotehnologiju. Nakon toga uslijedio je DNK skraćeni oktaedar. Ubrzo je postalo jasno da ove strukture, poligonski oblici s fleksibilnim spojevima kao njihovim verteksima, nisu dovoljno krute da formiraju proširene trodimenzijske rešetke. Seeman je razvio rigidniji dvostruki ukrštanje (DX) strukturni motiv, a 1998., u saradnji sa Erikom Winfreejem, objavio je stvaranje dvodimenzijskih rešetki DX pločica.[2][3][7] Ove strukture zasnovane na pločicama imale su prednost što su omogućavale implementaciju DNK računarstva, što su Winfree i Paul Rothemund demonstrirali u svom radu iz 2004. o algoritamskom samosastavljanju Sierpinskijeve strukture zaptivke, za koji su podijelili Feynmanovu nagradu za nanotehnologiju 2006.. Winfreejev ključni uvid bio je da se DX pločice mogu koristiti kao Wangova pločica, što znači da njihovo sastavljanje može izvoditi računanje.[2] Sintezu trodimenzijske rešetke konačno je objavio Seeman 2009., skoro trideset godina nakon što je krenuo u to.[8]

Nove sposobnosti dizajniranih struktura DNK nastavile su se otkrivati tokom 2000-ih. Prva DNK nanomašina - motiv koji mijenja svoju strukturu kao odgovor na ulaz - demonstrirana je 1999. od strane Seemana. Poboljšani sistem, koji je bio prvi uređaj s nukleinskom kiselinom koji je koristio pomicanje lanca posredovano toeholdom, demonstrirao je Bernard Yurke u 2000.[9] Sljedeći napredak bio je prevođenje ovoga u mehaničko kretanje, a 2004. i 2005., grupe Seemana, Nilesa Piercea, Andrewa Turberfielda i Chengdea Maoa demonstrirale su nekoliko sistema DNK hodalica.[10] Ideju korištenja DNK nizova za stvaranje šablona za sastavljanje drugih molekula poput nanočestica i proteina, prvi put su predložili Bruche Robinson i Seeman 1987.,[11] demonstrirali su 2002. Seeman, Kiehl i saradnici.[12] a potom i od strane mnogih drugih grupa.

Godine 2006, Rothemund je prvi demonstrirao metodu DNK origami za lako i robusno formiranje savijenih DNK struktura proizvoljnog oblika. Rothemund je zamislio ovu metodu kao konceptualno posrednu između Seemanovih DX rešetki, koje su koristile mnogo kratkih lanaca, i William Shih-ovog DNK oktaedra, koji se uglavnom sastojao od jednog vrlo dugog lanca. Rothemundov DNK origami sadrži dugi lanac čije savijanje je potpomognuto nekoliko kratkih lanaca. Ovaj metod je omogućio formiranje mnogo većih struktura nego što je ranije bilo moguće, a koje su manje tehnički zahtjevne za dizajniranje i sintezu.[7] DNK origami bio je naslovna priča u časopisu Nature od 15. marta 2006..[13] Nakon Rothemundovog istraživanja koje je demonstriralo dvodimenzijske strukture DNK origamija, uslijedila je demonstracija čvrstog trodimenzijskog DNK origamija od strane Douglasa et al. 2009.,[14] dok su laboratorije Jørgena Kjemsa i Yana demonstrirale šuplje trodimenzijske strukture napravljene od dvodimenzijskih površina.[8]

DNK nanotehnologija je u početku dočekana sa izvjesnom skepsom zbog neobične nebiološke upotrebe nukleinskih kiselina kao materijala za izgradnju struktura i računanje, te pretežne količine eksperimenata dokaz principa koji su proširili mogućnosti ovog područja, ali su bili daleko od stvarne primjene. Seemanov rad iz 1991. o sintezi DNK kocke odbio je časopis Science nakon što je jedan recenzent pohvalio njegovu originalnost, dok ga je drugi kritizirao zbog nedostatka biološke relevantnosti.[15] Do početka 2010-ih smatralo se da je ovo područje povećalo svoje sposobnosti do te mjere da su se počele ostvarivati primjene za fundamentalna naučna istraživanja, a praktične primjene u medicini i drugim oblastima počele su se smatrati izvodljivima.[8][16] Polje je poraslo sa vrlo malo aktivnih laboratorija u 2001. godini na najmanje 60 u 2010., što je povećalo broj talenata i time broj naučnih napredaka u ovom polju tokom te decenije.[17]

Fundamentalni koncepti

[uredi | uredi izvor]
Ova četiri lanca se udružuju u četverokraki spoj DNK jer ova struktura maksimizira broj ispravnih baznih parova, gdje se A podudara sa T i C podudara sa G.[3][18] Pogledajte Ovu sliku za realističniji model četverokrakog spoja koji prikazuje njegovu tercijarnu strukturu.
Ovaj supramolekulski kompleks dvostrukog ukrštanja (DX) sastoji se od pet pojedinačnih lanaca DNK koji formiraju dva dvostruko-spiralni domen, na vrhu i dnu ove slike. Postoje dvije tačke ukrštanja gdje lanci prelaze iz jednog domena u drugi.[18]

Svojstva nukleinskih kiselina

[uredi | uredi izvor]

Nanotehnologija se često definira kao proučavanje materijala i uređaja s karakteristikama na skali ispod 100 nanometara. DNK nanotehnologija, konkretno, primjer je odozdo prema gore molekularnog samosklapanja, u kojem se molekularne komponente spontano organiziraju u stabilne strukture; određeni oblik ovih struktura induciran je fizičkim i hemijskim svojstvima komponenti koje su odabrali dizajneri [19] U DNK nanotehnologiji, komponentni materijali su lanci nukleinskih kiselina poput DNK; ovi lanci su često sintetički i gotovo uvijek se koriste izvan konteksta žive ćelije. DNK je pogodna za nanoskalnu konstrukciju jer vezivanje između dva lanca nukleinskih kiselina zavisi od jednostavnih pravila baznih parova koja su dobro shvaćena i formiraju specifičnu nanoskalnu strukturu dvostruke spirale nukleinske kiseline. Ove osobine olakšavaju kontrolu sastavljanja struktura nukleinskih kiselina putem dizajna nukleinskih kiselina. Ovo svojstvo nedostaje kod drugih materijala koji se koriste u nanotehnologiji, uključujući proteine, za koje je dizajn proteina vrlo težak, i nanočestice, kojima nedostaje sposobnost specifičnog sastavljanja same po sebi.[5]

Struktura molekula nukleinske kiseline sastoji se od niza nukleotida koji se razlikuju po tome koju nukleobazu sadrže. U DNK, četiri prisutne baze su adenin (A), citozin (C), guanin (G) i timin (T). Nukleinske kiseline imaju svojstvo da će se dvije molekule vezati jedna za drugu i formirati dvostruku spiralu samo ako su dva niza komplementarna, što znači da formiraju odgovarajuće sekvence baznih parova, pri čemu se A veže samo za T, a C samo za G.[5][20] Budući da je formiranje ispravno uparenih baznih parova energetski povoljno, očekuje se da će se lanci nukleinskih kiselina u većini slučajeva vezati jedan za drugi u konformaciji koja maksimizira broj ispravno uparenih baza. Sekvence baza u sistemu lanaca tako određuju obrazac vezivanja i ukupnu strukturu na lahko kontroliran način. U DNK nanotehnologiji, istraživači racionalno dizajniraju sekvence baza lanaca tako da interakcije sparivanja baza uzrokuju da se lanci sastave u željenoj konformaciji.[3][5] Dok je DNK dominantni korišteni materijal, konstruirane su i strukture koje uključuju druge nukleinske kiseline kao što su RNK i peptidna nukleinska kiselina (PNA).[21][22]

Potpodručja

[uredi | uredi izvor]

DNK nanotehnologija se ponekad dijeli na dva preklapajuća podoblasti: strukturnu DNK nanotehnologiju i dinamičku DNK nanotehnologiju. Strukturna DNK nanotehnologija, ponekad skraćeno SDN, fokusira se na sintezu i karakterizaciju kompleksa nukleinskih kiselina i materijala koji se sklapaju u statičko, ravnotežno krajnje stanje. S druge strane, dinamička DNK nanotehnologija fokusira se na komplekse s korisnim neravnotežnim ponašanjem, kao što je sposobnost rekonfiguracije na osnovu hemijskog ili fizičkog stimulusa. Neki kompleksi, kao što su nanomehanički uređaji nukleinskih kiselina, kombiniraju karakteristike i strukturnih i dinamičkih podoblasti.[23][24]

Kompleksi konstruirani u strukturnoj DNK nanotehnologiji koriste topološki razgranate strukture nukleinskih kiselina koje sadrže spojeve. (Nasuprot tome, većina biološke DNK postoji kao nerazgranata dvostruka spirala.) Jedna od najjednostavnijih razgranatih struktura je spoj s četiri kraka koji se sastoji od četiri pojedinačna lanca DNK, čiji su dijelovi komplementarni u specifičnom obrascu. Za razliku od prirodnih Hollidayevih spojeva, svaki krak u umjetnom nepokretnom spoju s četiri kraka ima drugačiji bazna sekvenca, što uzrokuje da je tačka spoja fiksirana na određenoj poziciji. Višestruki spojevi mogu se kombinirati u istom kompleksu, kao što je u široko korištenom dvostrukom ukrštanju (DX) strukturni motiv, koji sadrži dva paralelna dvostruka spiralna domena s pojedinačnim lancima koji se ukrštaju između domena na dvije tačke ukrštanja. Svaka tačka ukrštanja je, topološki, spoj sa četiri kraka, ali je ograničena na jednu orijentaciju, za razliku od fleksibilnog spoja sa jednim četvero krakom, što pruža krutost koja čini DX motiv pogodnim kao strukturni gradivni blok za veće DNK komplekse.[3][5]

Dinamička DNK nanotehnologija koristi mehanizam koji se naziva toehold-posredovano pomjeranje lanaca kako bi se omogućilo kompleksima nukleinskih kiselina da se rekonfigurišu kao odgovor na dodavanje novog lanca nukleinske kiseline. U ovoj reakciji, dolazni lanac se veže za jednolančanu toehold regiju dvolančanog kompleksa, a zatim pomiče jedan od lanaca vezanih u originalnom kompleksu kroz proces migracija grana. Ukupni efekat je da se jedan od lanaca u kompleksu zamjenjuje drugim.[23] Osim toga, rekonfigurabilne strukture i uređaji mogu se napraviti korištenjem funkcionalnih nukleinskih kiselina kao što su dezoksiribozimi i ribozimi, koji mogu izvoditi hemijske reakcije, i aptameri, koji se mogu vezati za specifične proteine ili male molekule.[25]

Strukturna DNK nanotehnologija

[uredi | uredi izvor]

Strukturna DNK nanotehnologija, ponekad skraćeno SDN, fokusira se na sintezu i karakterizaciju kompleksa nukleinskih kiselina i materijala gdje sklop ima statičku, ravnotežnu krajnju tačku. Dvostruka spirala nukleinske kiseline ima robusnu, definiranu trodimenzijsku geometriju koja omogućava simuliranje,[26] predvidjeti i dizajnirati strukture složenijih kompleksa nukleinskih kiselina. Mnoge takve strukture su stvorene, uključujući dvodimenzijske i trodimenziijske strukture, te periodične, aperiodične i diskretne strukture.[24]

Proširene rešetke

[uredi | uredi izvor]
Sastavljanje DX niza. Lijevo, shematski dijagram. Svaka traka predstavlja dvostruko-spiralni domen DNK, s oblicima koji predstavljaju komplementarne ljepljive krajeve. DX kompleks na vrhu će se kombinirati s drugim DX kompleksima u dvodimenzionalni niz prikazan na dnu.[18] Desno, slika sastavljenog niza snimljena metodom mikroskopijom atomskih sila. Pojedinačne DX pločice su jasno vidljive unutar sastavljene strukture. Polje je veličine 150nm u promjeru.
Lijevo, model DNK pločice korištene za izradu još jedne dvodimenzionalne periodične rešetke. Desno, mikrografija sastavljene rešetke snimljena atomskim silama.[27][28]
Primjer aperiodične dvodimenzionalne rešetke koja se sastavlja u fraktalni uzorak. Lijevo, fraktal Sierpinskijeva zaptivka. Desno, DNK nizovi koji prikazuju reprezentaciju Sierpinskijeve zaptivke na svojim površinama[29]

Mali kompleksi nukleinskih kiselina mogu biti opremljeni ljepljivim krajevima i kombinovani u veće dvodimenzijske periodične rešetke koje sadrže specifičan teselirani uzorak pojedinačnih molekulskih pločica.[24] Najraniji primjer ovoga koristio je komplekse dvostrukog ukrštanja (DX) kao osnovne pločice, od kojih svaki sadrži četiri ljepljiva kraja dizajnirana sa sekvencama koje su uzrokovale da se DX jedinice kombinuju u periodične dvodimenzijske ravne listove koji su u suštini kruti dvodimenzijski kristali DNK.[30][31] Dvodimenzijski nizovi su napravljeni i od drugih motiva, uključujući rešetku romb Hollidayeve veze,[32] i razni DX-bazirani nizovi koji koriste shemu dvostruke kohezije.[33][34] Gornje dvije slike desno prikazuju primjere periodičnih rešetki zasnovanih na pločicama.

Dvodimenzijski nizovi mogu se napraviti tako da prikazuju aperiodične strukture čije sastavljanje implementira specifičan algoritam, pokazujući jedan oblik DNK računarstva.[17] DX pločice mogu imati svoje ljepljive krajnje sekvence odabrane tako da djeluju kao Wang pločice, što im omogućava izvođenje računanja. Demonstriran je DX niz čije sastavljanje kodira XOR operaciju; ovo omogućava DNK nizu da implementira ćelijski automat koji generira fraktal poznat kao Sierpinskijeva zaptivka. Treća slika desno prikazuje ovu vrstu niza.[29] Drugi sistem ima funkciju binarnog brojača, prikazujući reprezentaciju rastućih binarnih brojeva kako rastu. Ovi rezultati pokazuju da se računanje može uključiti u sastavljanje DNK nizova.[35]

DX nizovi su napravljeni da formiraju šuplje nanocjevčice promjera 4–20 nm, u suštini dvodimenzijske rešetke koje se zakrivljuju same oko sebe.[36] Ove DNK nanocjevčice su donekle slične veličine i oblika ugljikovim nanocjevčicama, i iako im nedostaje električna provodljivost ugljičnih nanocjevčica, DNK nanocjevčice se lakše modificiraju i povezuju s drugim strukturama. Jedna od mnogih shema za konstruiranje DNK nanocjevčica koristi rešetku zakrivljenih DX pločica koje se uvijaju oko sebe i zatvaraju u cijev.[37] U alternativnom metodu koji omogućava jednostavno, modularno određivanje obima korištenjem jednolančanih pločica, krutost cijevi je emergentno svojstvo.[38] Formiranje trodimenzijskih rešetki DNK bio je najraniji cilj DNK nanotehnologije, ali se to pokazalo kao jedan od najtežih za realizaciju. Uspjeh korištenja motiva zasnovanog na konceptu tensegritnosti, ravnoteže između sila napetosti i kompresije, konačno je prijavljen 2009..[17][39]

Diskretne strukture

[uredi | uredi izvor]

Istraživači su sintetizirali mnoge trodimenzionalne DNK komplekse koji imaju povezanost poliedra, kao što je kocka ili oktaedar, što znači da DNK dupleksi prate rubove poliedra sa DNK spojem u svakom vrhu.[6] Najranije demonstracije DNK poliedara bile su vrlo radno intenzivne, zahtijevajući više koraka ligacije i sinteze na čvrstoj fazi za stvaranje kateniranih poliedara.[40] Naknadni rad je dao poliedre čija je sinteza bila mnogo lakša. To uključuje DNK oktaedar napravljen od dugog jednog lanca dizajniranog da se savije u ispravnu konformaciju,[41] i tetraedar koji se može proizvesti iz četiri lanca DNK u jednom koraku, prikazan na vrhu ovog članka.[1]

Nanostrukture proizvoljnih, nepravilnih oblika obično se izrađuju korištenjem metode DNK origami. Ove strukture se sastoje od dugog, prirodnog virusnog lanca kao "skele", koji se savija u željeni oblik pomoću računarski dizajniranih kratkih "spajalica" lanaca. Ova metoda ima prednosti jednostavnog dizajniranja, jer je bazna sekvenca unaprijed određena sekvencom lanca skele, i ne zahtijeva visoku čistoću lanca i tačnu stehiometriju, kao što to čini većina drugih metoda DNK nanotehnologije. DNK origami je prvi put demonstriran za dvodimenzionalne oblike, kao što su nasmiješeno lice, gruba mapa zapadne hemisfere i slika Mona Lize.[6][13][42] Čvrste trodimenzijske strukture mogu se napraviti korištenjem paralelnih DNK heliksa raspoređenih u obliku saća,[14] i strukture s dvodimenzijskim površinama mogu se napraviti tako da se savijaju u šuplji trodimenzikski oblik, sličan kartonskoj kutiji. One se mogu programirati da se otvore i otkriju ili otpuste molekularni teret kao odgovor na stimulus, što ih čini potencijalno korisnim kao programabilnim molekularnim kafezima.[43][44]

Šablon za sastavljanje

[uredi | uredi izvor]

Strukture nukleinskih kiselina mogu se napraviti tako da uključuju molekule koji nisu nukleinske kiseline, ponekad nazvane heteroelementi, uključujući proteine, metalne nanočestice, kvantne tačke, amine,[45] i fulerene. Ovo omogućava konstrukciju materijala i uređaja sa mnogo većim rasponom funkcionalnosti nego što je to moguće samo s nukleinskim kiselinama. Cilj je koristiti samosklapanje struktura nukleinskih kiselina za oblikovanje sklopa nanočestica koje se nalaze na njima, kontrolirajući njihov položaj, a u nekim slučajevima i orijentaciju.[6][46] Mnoge od ovih shema koriste shemu kovalentnog vezivanja, koristeći oligonukleotide sa amidnim ili tiolnim funkcionalnim grupama kao hemijsku ručku za vezivanje heteroelemenata. Ova shema kovalentnog vezivanja korištena je za raspoređivanje zlatnih nanočestica na DX-baziranom nizu,[47] i da se molekule proteina streptavidina rasporede u specifične obrasce na DX nizu.[48] Nekovalentna shema hostinga koja koristi Dervanove poliamide na DX nizu korištena je za raspoređivanje streptavidinskih proteina u specifičnom obrascu na DX nizu.[49] Ugljične nanocijevi su smještene na DNK nizovima u obrascu koji omogućava sklopu da djeluje kao molekularni elektronski uređaj, tranzistor s efektom polja od ugljičnih nanocijevi.[50] Osim toga, postoje metode metalizacije nukleinskih kiselina, u kojima se nukleinska kiselina zamjenjuje metalom koji poprima opći oblik originalne strukture nukleinske kiseline,[51] i sheme za korištenje nanostruktura nukleinskih kiselina kao litografskih maski, prenoseći njihov uzorak na čvrstu površinu.[52]

Dinamička DNK nanotehnologija često koristi reakcije pomjeranja lanca posredovane "toehold"-om. U ovom primjeru, crveni lanac se veže za jednolančani "toehold" region na zelenom lancu (regija 1), a zatim u procesu migracija grana preko regije 2, plavi lanac se pomjera i oslobađa iz kompleksa. Reakcije poput ovih se koriste za dinamičku rekonfiguraciju ili sastavljanje nanostruktura nukleinskih kiselina. Osim toga, crveni i plavi lanac mogu se koristiti kao signali u molekularnoj logičkoj kapiji.

Dinamička DNK nanotehnologija fokusira se na formiranje sistema nukleinskih kiselina sa dizajniranim dinamičkim funkcionalnostima povezanim sa njihovim ukupnim strukturama, kao što su računanje i mehaničko kretanje. Postoji određeno preklapanje između strukturne i dinamičke DNK nanotehnologije, jer se strukture mogu formirati žarenjem, a zatim dinamički rekonfigurirati, ili se mogu dinamički formirati u početku.[6]

Nanomehanički uređaji

[uredi | uredi izvor]

Napravljeni su DNK kompleksi koji mijenjaju svoju konformaciju na neki stimulus, što ih čini jednim oblikom nanorobotike. Ove strukture se u početku formiraju na isti način kao i statičke strukture napravljene u strukturnoj DNK nanotehnologiji, ali su dizajnirane tako da je dinamička rekonfiguracija moguća nakon početnog sastavljanja.[23] Najraniji takav uređaj koristio je prijelaz između oblika B-DNK i Z-DNK, kako bi odgovorio na promjenu uvjeta puferu podvrgavanjem pokretu uvijanja.[53] Ovo oslanjanje na uslove pufera uzrokovalo je da svi uređaji mijenjaju stanje u isto vrijeme. Naknadni sistemi mogli su mijenjati stanja na osnovu prisustva kontrolnih lanaca, omogućavajući da više uređaja nezavisno radi u rastvoru. Neki primjeri takvih sistema su dizajn "molekularne pincete" koji ima otvoreno i zatvoreno stanje,[54] uređaj koji bi mogao preći iz paranemijsko-krosover (PX) konformacije u (JX2) konformaciju s dvije nespojne jukstapozicije DNK okosnice, pritom se podvrgavajući rotacijskom kretanju,[55] i dvodimenzijski niz koji bi se mogao dinamički širiti i skupljati kao odgovor na kontrolne niti.[56] Također su napravljene strukture koje se dinamički otvaraju ili zatvaraju, potencijalno djelujući kao molekularni kafez za oslobađanje ili otkrivanje funkcionalnog tereta nakon otvaranja.[43][57][58] U drugom primjeru, DNK origami nanostruktura je spojena sa T7 RNK-polimerazom i stoga je mogla raditi kao motor pokretan hemijskom energijom koji se može spojiti na pasivni pratilac, kojeg zatim pokreće.[59]

DNK hodalice su klasa nukleinsko-kiselinskih nanomašina koje pokazuju usmjereno kretanje duž linearne staze. Demonstriran je veliki broj shema. Jedna strategija je kontrola kretanja hodalice duž staze, korištenjem kontrolnih lanaca koje je potrebno ručno dodati u sekvenci.[60][61] Također je moguće kontrolirati pojedinačne korake DNK hodalice ozračivanjem svjetlošću različitih talasnih dužina.[62] Drugi pristup je korištenje restrikcijskih enzima ili dezoksiribozima za cijepanje lanaca i pokretanje hodalice naprijed, što ima prednost autonomnog kretanja.[63][64] Kasniji sistem je mogao hodati po dvodimenzijskoj površini umjesto po linearnoj stazi, te je pokazao sposobnost selektivnog preuzimanja i pomicanja molekularnog tereta.[65] U 2018, Pokazano je da se katenirana DNK koja koristi transkripciju po kotrljajućem krugu pomoću pričvršćene T7 RNK polimeraze kreće duž DNK puta, vođena generiranim RNK lancem.[66] Pored toga, demonstriran je linearni hodač koji izvodi sinteza DNK pomoću šablona dok hodač napreduje duž staze, omogućavajući autonomnu višestepenu hemijsku sintezu koju usmjerava hodač.[67] Funkcija sintetskih DNK hodalica slična je funkciji proteina dineina i kinezina.[68]

Kaskade pomjeranja lanca

[uredi | uredi izvor]

Kaskade reakcija pomjeranja lanca mogu se koristiti u računske ili strukturne svrhe. Pojedinačna reakcija pomjeranja lanca uključuje otkrivanje novog niza kao odgovor na prisustvo nekog inicijatora. Mnoge takve reakcije mogu se povezati u kaskadu gdje novootkriveni izlazni niz jedne reakcije može pokrenuti drugu reakciju pomjeranja lanca negdje drugdje. To zauzvrat omogućava konstrukciju mreža hemijskih reakcija s mnogim komponentama, pokazujući složene računske i informatičke sposobnosti. Ove kaskade postaju energetski povoljne formiranjem novih baznih parova i entropijskim dobitkom od reakcija rastavljanja. Kaskade pomjeranja lanca omogućavaju izotermni rad sastavljanja ili računskog procesa, za razliku od tradicionalnog zahtjeva sastavljanja nukleinskih kiselina za korak termičkog žarenja, gdje se temperatura podiže, a zatim polako snižava kako bi se osiguralo pravilno formiranje željene strukture. One također mogu podržati katalitsku funkciju vrste inicijatora, gdje manje od jednog ekvivalenta inicijatora može uzrokovati da se reakcija završi.[23][69]

Kompleksi pomjeranja niti mogu se koristiti da bi se molekularna logička vrata učinila sposobnim za kompleksno računanje.[70] Za razliku od tradicionalnih elektronskih računara, koji koriste električnu struju kao ulaze i izlaze, molekularni računari koriste koncentracije specifičnih hemijskih vrsta kao signale. U slučaju kola za istiskivanje lanca nukleinske kiseline, signal je prisustvo lanaca nukleinske kiseline koji se oslobađaju ili troše događajima vezivanja i odvezivanja za druge lance u kompleksima istiskivanja. Ovaj pristup je korišten za izradu logičkih vrata kao što su I, ILI i NOT vrata.[71] Nedavno je demonstrirano četverobitno kolo koje može izračunati kvadratni korijen cijelih brojeva od 0 do 15, koristeći sistem kapija koje sadrže 130 lanaca DNK.[72] Druga upotreba kaskada pomjeranja lanca je stvaranje dinamički sastavljenih struktura. One koriste strukturu ukosnica tipa ukosnica za reaktante, tako da kada se ulazni lanac veže, novootkrivena sekvenca se nalazi na istom molekulu, umjesto da se rastavlja. Ovo omogućava dodavanje novih otvorenih ukosnica rastućem kompleksu. Ovaj pristup je korišten za stvaranje jednostavnih struktura kao što su trokraki i četverokraki spojevi i dendrimeri.[69]

Aplikacije

[uredi | uredi izvor]

DNK nanotehnologija pruža jedan od rijetkih načina za formiranje dizajniranih, složenih struktura s preciznom kontrolom nad nanoskalnim karakteristikama. Ovo područje počinje da se primjenjuje za rješavanje problema osnovnih nauka u strukturnoj biologiji i biofizici. Najranija takva primjena predviđena za ovo područje, a koja je još uvijek u razvoju, je u kristalografiji, gdje se molekule koje je teško kristalizirati u izolaciji mogu rasporediti unutar trodimenzionalne rešetke nukleinske kiseline, omogućavajući određivanje njihove strukture. Druga primjena je upotreba DNK origami štapića za zamjenu tekućih kristala u rezidualnom dipolarnom spajanju eksperimentima u NMR spektroskopiji proteina; korištenje DNK origamija je prednost jer su, za razliku od tekućih kristala, tolerantni na deterdžente potrebne za suspendiranje membranskih proteina u rastvoru. DNK hodalice su korištene kao nanoskalne montažne linije za pomicanje nanočestica i usmjeravanje hemijske sinteze. Nadalje, DNK origami strukture su pomogle u biofizičkim studijama enzimske funkcije i savijanja proteina.[8][24]

DNK nanotehnologija se kreće prema potencijalnim primjenama u stvarnom svijetu. Sposobnost nizova nukleinskih kiselina da rasporede druge molekule ukazuje na njene potencijalne primjene u elektronici molekularnih razmjera. Sastavljanje strukture nukleinske kiseline moglo bi se koristiti za izradu predloška za sastavljanje molekulskih elektronskih elemenata kao što su molekulske žice, pružajući metod za kontrolu položaja i ukupne arhitekture uređaja na nanometarskoj skali, analogno molekularnoj ploči za izradu uzoraka.[6][24] DNK nanotehnologija je upoređivana sa konceptom programibilne materije zbog povezanosti računanja sa svojstvima materijala.[73]

U studiji koju je provela grupa naučnika iz iNANO i CDNA centara na Univerzitetu Aarhus, istraživači su uspjeli konstruirati mali višestruko preklopni 3D DNK kutijski origami. Predložena nanočestica je okarakterizirana mikroskopijom atomskih sila (AFM), transmisijskom elektronskom mikroskopijom (TEM) i Försterovim rezonantnim prijenosom energije (FRET). Pokazalo se da konstruirana kutija ima jedinstveni mehanizam ponovnog zatvaranja, koji joj je omogućio da se više puta otvara i zatvara kao odgovor na jedinstveni skup DNK ili RNK ključeva. Autori su predložili da se ovaj "DNK uređaj potencijalno može koristiti za širok raspon primjena kao što su kontrola funkcije pojedinačnih molekula, kontrolirana isporuka lijekova i molekularno računarstvo."[74]

Postoje potencijalne primjene DNK nanotehnologije u nanomedicini, koristeći njenu sposobnost da vrši računanje u biokompatibilnom formatu za izradu "pametnih lijekova" za ciljanu dostavu lijekova, kao i za dijagnostičke primjene. Jedan takav sistem koji se istražuje koristi šuplju DNK kutiju koja sadrži proteine koji induciraju apoptozu, ili ćelijsku smrt, a koja će se otvoriti samo kada je u blizini ćelije raka.[8][75] Dodatno je postojao interes za ekspresiju ovih vještačkih struktura u inženjerski modificiranim živim bakterijskim ćelijama, najvjerovatnije korištenjem transkribovane RNK za sastavljanje, iako nije poznato da li su ove složene strukture sposobne da se efikasno savijaju ili sastavljaju u citoplazmi ćelije. Ako bude uspješno, ovo bi moglo omogućiti usmjerenu evoluciju nanostruktura nukleinskih kiselina.[6]

Naučnici na Univerzitetu Oxford izvijestili su o samosastavljanju četiri kratka lanca sintetičke DNK u kavez koji može ući u ćelije i preživjeti najmanje 48 sati. Utvrđeno je da fluorescentno obilježena DNK tetraedri ostaje netaknuta u laboratorijski kultiviranim ljudskim bubrežnim ćelijama uprkos napadu ćelijskih enzima nakon dva dana. Ovaj eksperiment pokazao je potencijal isporuke lijekova unutar živih ćelija korištenjem DNK 'kafeza'.[76][77] DNK tetraedar je korišten za isporuku RNK-interferencija (RNKi) u mišjem modelu, izvijestio je tim istraživača na MITu. Isporuka interferirajuće RNK za liječenje pokazala je određeni uspjeh korištenjem polimera ili lipida, ali postoje ograničenja sigurnosti i neprecizno ciljanje, pored kratkog roka trajanja u krvotoku. DNK-nanostruktura koju je kreirao tim sastoji se od šest lanaca DNK koji formiraju tetraedar, s jednim lancem RNK pričvršćenim za svaku od šest ivica. Tetraedar je dodatno opremljen ciljajućim proteinom, tri molekule folata, koje vode DNK nanočestice do obilnih receptora folata koji se nalaze na nekim tumorima. Rezultat je pokazao da je ekspresija gena na koju cilja RNKi, luciferaza, pala za više od polovine. Ova studija pokazuje obećanje u korištenju DNK nanotehnologije kao efikasnog alata za isporuku liječenja korištenjem nove tehnologije RNK-interferencije.[78][79] DNK tetraedar je također korišten u nastojanju da se prevaziđe fenomen višestruke rezistencije na lijekove. Doksorubicin (DOX) je konjugiran s tetraedrom i ubačen u MCF-7 ćelije raka dojke koje su sadržavale pumpu za izbacivanje lijeka P-glikoprotein. Rezultati eksperimenta pokazali su da se DOX ne ispumpava i da je postignuta apoptoza ćelija raka. Tetraedar bez DOX-a je ubačen u ćelije kako bi se testirala njegova biokompatibilnost, a sama struktura nije pokazala citotoksičnost.[80] DNK tetraedar je također korišten kao barkod za profiliranje subćelijske ekspresije i distribucije proteina u ćelijama u dijagnostičke svrhe. Tetraedarska nanostruktura pokazala je poboljšani signal zbog veće efikasnosti označavanja i stabilnosti.[81]

Primjena DNK nanotehnologije u nanomedicini se također fokusira na oponašanje strukture i funkcije prirodno prisutnih membranskih proteina pomoću dizajniranih DNK nanostruktura. 2012., Langecker et al.[82] uveli su origami strukturu DNK u obliku pora koja se može sama umetnuti u lipidne membrane putem hidrofobnih holesterolskih modifikacija i inducirati ionske struje kroz membranu. Nakon ove prve demonstracije sintetskog ionskog kanala DNK uslijedili su različiti dizajni koji induciraju pore, od jednog DNK dupleksa,[83] do malih konstrukcija na bazi pločica,[84][85][86][87][88] i veliki DNK origami transmembranski porini.[89] Slično prirodnim proteinima ionskim kanalima, ovaj ansambl sintetičkih DNK-napravljenih pandana stoga obuhvata više redova veličine u provodljivosti. Proučavanje jednog [[dvostruke spirale DNK dupleksa koji se ubacuje u membranu pokazalo je da struja mora teći i na DNK-lipidnom interfejsu jer u dizajnu ne postoji centralni lumen kanala koji omogućava prolazak iona kroz lipidni dvosloj. Ovo je ukazivalo na to da DNK-inducirana lipidna pora ima toroidni oblik, a ne cilindrični, jer se lipidne glavne grupe preusmjeravaju prema dijelu DNK umetnutom u membranu.[83] Istraživači sa Univerziteta u Cambridgeu i Univerziteta Illinois u Urbana-Champaignu su zatim pokazali da takva DNK-inducirana toroidna pora može olakšati brzi lipidni flip-flop između listića lipidnog dvosloja. Koristeći ovaj efekat, dizajnirali su sintetski enzim izgrađen od DNK koji preobražava lipide u biološkim membranama za redove veličine brže od prirodnih proteina koji se nazivaju skramblaze.[90] Ovaj razvoj naglašava potencijal sintetičkih DNK nanostruktura za personalizirane lijekove i terapiju.

Dizajn

[uredi | uredi izvor]

DNK nanostrukture moraju biti racionalno dizajnirane tako da se pojedinačni lanci nukleinskih kiselina mogu sastaviti u željene strukture. Ovaj proces obično počinje specifikacijom željene ciljne strukture ili funkcije. Zatim se određuje ukupna sekundarna struktura ciljnog kompleksa, specificirajući raspored lanaca nukleinskih kiselina unutar strukture i koji dijelovi tih lanaca trebaju biti međusobno vezani. Posljednji korak je dizajn primarna struktura, koji predstavlja specifikaciju stvarnih baznih sekvenci svakog lanca nukleinske kiseline.[36][91]

Strukturni dizajn

[uredi | uredi izvor]

Prvi korak u dizajniranju nanostrukture nukleinske kiseline je odlučiti kako bi data struktura trebala biti predstavljena specifičnim rasporedom lanaca nukleinske kiseline. Ovaj korak dizajniranja određuje sekundarnu strukturu ili položaje baznih parova koji drže pojedinačne lance zajedno u željenom obliku.[36] Demonstrirano je nekoliko pristupa:

  • Strukture zasnovane na pločicama. Ovaj pristup razbija ciljnu strukturu na manje jedinice sa jakim vezivanjem između lanaca sadržanih u svakoj jedinici i slabijim interakcijama između jedinica. Često se koristi za izradu periodičnih rešetki, ali se može koristiti i za implementaciju algoritamskog samosastavljanja, što ih čini platformom za DNK računarstvo. Ovo je bila dominantna strategija dizajniranja koja se koristila od sredine 1990-ih do sredine 2000-ih, kada je razvijena metodologija DNK origamija.[36][92]
  • Savijajuće strukture. Alternativa pristupu zasnovanom na pločicama, pristupi savijanja prave nanostrukturu od jedne duge niti, koja može imati dizajnirani niz koji se savija zbog svojih interakcija sa samom sobom, ili se može saviti u željeni oblik korištenjem kraćih, "klamericastih" niti. Ova potonja metoda se naziva DNK origami, koja omogućava formiranje nanoskalnih dvodimenzionalnih i trodimenzionalnih oblika (pogledajte Diskretne strukture iznad).[6][13]
  • Dinamičko sklapanje. Ovaj pristup direktno kontroliše kinetiku samosklapanja DNK, specificirajući sve međuprodukt korake u mehanizmu reakcije pored konačnog proizvoda. To se radi korištenjem početnih materijala koji usvajaju strukturu ukosnica; oni se zatim sklapaju u konačnu konformaciju u kaskadnoj reakciji, određenim redoslijedom (pogledajte Kaskade pomjeranja lanca ispod). Ovaj pristup ima prednost što se izotermno odvija na konstantnoj temperaturi. To je u suprotnosti sa termodinamičkim pristupima, koji zahtijevaju termički žarenje korak gdje je potrebna promjena temperature da bi se pokrenulo sklapanje i pogodovalo pravilnom formiranju željene strukture.[6][69]

Dizajn sekvence

[uredi | uredi izvor]

Nakon što se bilo koji od gore navedenih pristupa koristi za dizajniranje sekundarne strukture ciljnog kompleksa, mora se osmisliti stvarna sekvenca nukleotida koja će se formirati u željenu strukturu. Dizajn nukleinske kiseline je proces dodjeljivanja specifične sekvence baze nukleinske kiseline svakom od konstitutivnih lanaca strukture tako da se oni udruže u željenu konformaciju. Većina metoda ima cilj dizajniranja sekvenci tako da ciljna struktura ima najnižu energiju, te je stoga termodinamički najpovoljnija, dok nepravilno sastavljene strukture imaju veće energije i stoga su nepoželjne. To se radi ili jednostavnim, bržim heurističkim metodima kao što je minimizacija simetrije sekvence, ili korištenjem potpunog najbližeg susjeda termodinamičkog modela, koji je precizniji, ali sporiji i računski zahtjevniji. Geometrijski modeli se koriste za ispitivanje tercijarne strukture nanostruktura i kako bi se osiguralo da kompleksi nisu previše napregnuti.[91][93]

Dizajn nukleinskih kiselina ima slične ciljeve kao i dizajn proteina. U oba slučaja, sekvenca monomera je dizajnirana tako da favorizuje željenu ciljnu strukturu, a da ne favorizuje druge strukture. Dizajn nukleinskih kiselina ima prednost što je računski mnogo lakši od dizajna proteina, jer su jednostavna pravila sparivanja baza dovoljna za predviđanje energetske povoljnosti strukture, a detaljne informacije o ukupnom trodimenzijskom savijanju strukture nisu potrebne. To omogućava upotrebu jednostavnih heurističkih metoda koje daju eksperimentalno robusne dizajne. Strukture nukleinskih kiselina su manje svestrane od proteina u svojoj funkciji zbog povećane sposobnosti proteina da se savijaju u složene strukture i ograničene hemijske raznolikosti četiri nukleotida u poređenju sa dvadeset proteinogenih aminokiselina.[93]

Materijali i metodi

[uredi | uredi izvor]
Metode gel elektroforeze, kao što je ovaj test formiranja na DX kompleksu, koriste se za utvrđivanje da li se željene strukture pravilno formiraju. Svaka vertikalna traka sadrži niz traka, gdje je svaka traka karakteristična za određeni međuprodukt reakcije.

Sekvence DNK lanaca koji čine ciljnu strukturu dizajnirane su računarski, korištenjem softvera za molekularno modeliranje i termodinamičko modeliranje.[91][93] Same nukleinske kiseline se zatim sintetiziraju korištenjem standardnih metoda sinteza oligonukleotida, obično automatiziranih u sintetizatoru oligonukleotida, a lanci prilagođenih sekvenci su komercijalno dostupni.[94] Strands can be purified by denaturing gel electrophoresis if needed,[95] i precizne koncentracije određene bilo kojom od nekoliko metoda kvantifikacija nukleinskih kiselina korištenjem ultraljubičasta apsorbancija spektroskopija.[96]

Potpuno formirane ciljne strukture mogu se provjeriti korištenjem nativno gel elektroforeze, koja daje informacije o veličini i obliku kompleksa nukleinskih kiselina. Test pomjeranja elektroforetske mobilnosti može procijeniti da li struktura uključuje sve željene lance.[97] Fluorescent labeling and Förster resonance energy transfer (FRET) are sometimes used to characterize the structure of the complexes.[98]

Strukture nukleinskih kiselina mogu se direktno snimiti pomoću mikroskopije atomskih sila, koja je pogodna za proširene dvodimenzionalne strukture, ali manje korisna za diskretne trodimenzionalne strukture zbog interakcije vrha mikroskopa sa krhkom strukturom nukleinske kiseline; u ovom slučaju se često koriste transmisijska elektronska mikroskopija i krioelektronska mikroskopija. Proširene trodimenzijske rešetke se analiziraju pomoću rendgenske kristalografije.[99][100]

Također pogledajte

[uredi | uredi izvor]

Reference

[uredi | uredi izvor]
  1. 1 2 DNK poliedri: Goodman RP, Schaap IA, Tardin CF, Erben CM, Berry RM, Schmidt CF, Turberfield AJ (decembar 2005). "Rapid chiral assembly of rigid DNA building blocks for molecular nanofabrication". Science. 310 (5754): 1661–1665. Bibcode:2005Sci...310.1661G. doi:10.1126/science.1120367. PMID 16339440. S2CID 13678773.
  2. 1 2 3 History: Pelesko JA (2007). Self-assembly: the science of things that put themselves together. New York: Chapman & Hall/CRC. str. 201, 242, 259. ISBN 978-1-58488-687-7.
  3. 1 2 3 4 5 Pregled: Seeman NC (juni 2004). "Nanotechnology and the double helix". Scientific American. 290 (6): 64–75. Bibcode:2004SciAm.290f..64S. doi:10.1038/scientificamerican0604-64. PMID 15195395.
  4. ↑ History: See "Current crystallization protocol". Nadrian Seeman Lab. Arhivirano s originala, 30. 11. 2012. Pristupljeno 12. 3. 2010. za izjavu o problemu i"DNA cages containing oriented guests". Nadrian Seeman Laboratory. Arhivirano s originala, 1. 11. 2016. Pristupljeno 12. 3. 2010. for the proposed solution.
  5. 1 2 3 4 5 Overview: Seeman NC (2010). "Nanomaterials based on DNA". Annual Review of Biochemistry. 79: 65–87. doi:10.1146/annurev-biochem-060308-102244. PMC 3454582. PMID 20222824.
  6. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Overview: Pinheiro AV, Han D, Shih WM, Yan H (novembar 2011). "Challenges and opportunities for structural DNA nanotechnology". Nature Nanotechnology. 6 (12): 763–772. Bibcode:2011NatNa...6..763P. doi:10.1038/nnano.2011.187. PMC 3334823. PMID 22056726.
  7. 1 2 DNA origami: Rothemund PW (2006). "Scaffolded DNA origami: from generalized multicrossovers to polygonal networks". u Chen J, Jonoska N, Rozenberg G (ured.). Nanotechnology: science and computation. Natural Computing Series. New York: Springer. str. 3–21. CiteSeerX 10.1.1.144.1380. doi:10.1007/3-540-30296-4_1. ISBN 978-3-540-30295-7.
  8. 1 2 3 4 5 History/applications: Service RF (juni 2011). "DNA nanotechnology. DNA nanotechnology grows up". Science. 332 (6034): 1140–1, 1143. Bibcode:2011Sci...332.1140S. doi:10.1126/science.332.6034.1140. PMID 21636754.
  9. ↑ Yurke, Bernard; Turberfield, Andrew J.; Mills, Allen P.; Simmel, Friedrich C.; Neumann, Jennifer L. (august 2000). "A DNA-fuelled molecular machine made of DNA". Nature (jezik: engleski). 406 (6796): 605–608. Bibcode:2000Natur.406..605Y. doi:10.1038/35020524. ISSN 1476-4687. S2CID 2064216.
  10. ↑ DNA machines: Bath J, Turberfield AJ (maj 2007). "DNA nanomachines". Nature Nanotechnology. 2 (5): 275–284. Bibcode:2007NatNa...2..275B. doi:10.1038/nnano.2007.104. PMID 18654284.
  11. ↑ Nanoarhitektura: Robinson BH, Seeman NC (august 1987). "The design of a biochip: a self-assembling molecular-scale memory device". Protein Engineering. 1 (4): 295–300. doi:10.1093/protein/1.4.295. PMID 3508280.
  12. ↑ Nanoarhitektura: Xiao S, Liu F, Rosen AE, Hainfeld JF, Seeman NC, Musier-Forsyth K, Kiehl RA (august 2002). "Selfassembly of metallic nanoparticle arrays by DNA scaffolding". Journal of Nanoparticle Research. 4 (4): 313–317. Bibcode:2002JNR.....4..313X. doi:10.1023/A:1021145208328. S2CID 2257083.
  13. 1 2 3 DNK origami: Rothemund PW (mart 2006). "Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns" (PDF). Nature. 440 (7082): 297–302. Bibcode:2006Natur.440..297R. doi:10.1038/nature04586. PMID 16541064. S2CID 4316391.
  14. 1 2 DNK origami: Douglas SM, Dietz H, Liedl T, Högberg B, Graf F, Shih WM (maj 2009). "Self-assembly of DNA into nanoscale three-dimensional shapes". Nature. 459 (7245): 414–418. Bibcode:2009Natur.459..414D. doi:10.1038/nature08016. PMC 2688462. PMID 19458720.
  15. ↑ Service RF (juni 2011). "DNA nanotechnology. DNA nanotechnology grows up". Science. 332 (6034): 1140–1, 1143. Bibcode:2011Sci...332.1140S. doi:10.1126/science.332.6034.1140. PMID 21636754.
  16. ↑ History: Hopkin K (august 2011). "Profile: 3-D seer". The Scientist. Arhivirano s originala, 10. 10. 2011. Pristupljeno 8. 8. 2011.
  17. 1 2 3 Historija: Seeman NC (juni 2010). "Structural DNA nanotechnology: growing along with Nano Letters". Nano Letters. 10 (6): 1971–1978. Bibcode:2010NanoL..10.1971S. doi:10.1021/nl101262u. PMC 2901229. PMID 20486672.
  18. 1 2 3 Overview: Mao C (decembar 2004). "The emergence of complexity: lessons from DNA". PLOS Biology. 2 (12): e431. doi:10.1371/journal.pbio.0020431. PMC 535573. PMID 15597116.
  19. ↑ Pozadina: Pelesko JA (2007). Self-assembly: the science of things that put themselves together. New York: Chapman & Hall/CRC. str. 5, 7. ISBN 978-1-58488-687-7.
  20. ↑ Pozadina: Long EC (1996). "Fundamentals of nucleic acids". u Hecht SM (ured.). Bioorganic chemistry: nucleic acids. New York: Oxford University Press. str. 4–10. ISBN 978-0-19-508467-2.
  21. ↑ RNK nanotenologija: Chworos A, Severcan I, Koyfman AY, Weinkam P, Oroudjev E, Hansma HG, Jaeger L (decembar 2004). "Building programmable jigsaw puzzles with RNA". Science. 306 (5704): 2068–2072. Bibcode:2004Sci...306.2068C. doi:10.1126/science.1104686. PMID 15604402. S2CID 9296608.
  22. ↑ RNK nanotehnologija: Guo P (decembar 2010). "The emerging field of RNA nanotechnology". Nature Nanotechnology. 5 (12): 833–842. Bibcode:2010NatNa...5..833G. doi:10.1038/nnano.2010.231. PMC 3149862. PMID 21102465.
  23. 1 2 3 4 Dynamic DNA nanotechnology: Zhang DY, Seelig G (februar 2011). "Dynamic DNA nanotechnology using strand-displacement reactions". Nature Chemistry. 3 (2): 103–113. Bibcode:2011NatCh...3..103Z. doi:10.1038/nchem.957. PMID 21258382.
  24. 1 2 3 4 5 Structural DNA nanotechnology: Seeman NC (novembar 2007). "An overview of structural DNA nanotechnology". Molecular Biotechnology. 37 (3): 246–257. doi:10.1007/s12033-007-0059-4. PMC 3479651. PMID 17952671.
  25. ↑ Dynamic DNA nanotechnology: Lu Y, Liu J (decembar 2006). "Functional DNA nanotechnology: emerging applications of DNAzymes and aptamers". Current Opinion in Biotechnology. 17 (6): 580–588. doi:10.1016/j.copbio.2006.10.004. PMID 17056247.
  26. ↑ Simulation of DNA structures: Doye JP, Ouldridge TE, Louis AA, Romano F, Šulc P, Matek C, et al. (decembar 2013). "Coarse-graining DNA for simulations of DNA nanotechnology". Physical Chemistry Chemical Physics. 15 (47): 20395–20414. arXiv:1308.3843. Bibcode:2013PCCP...1520395D. doi:10.1039/C3CP53545B. PMID 24121860. S2CID 15324396.
  27. ↑ Ostali nizovi: Strong M (mart 2004). "Protein nanomachines". PLOS Biology. 2 (3): E73. doi:10.1371/journal.pbio.0020073. PMC 368168. PMID 15024422.
  28. ↑ Yan H, Park SH, Finkelstein G, Reif JH, LaBean TH (septembar 2003). "DNA-templated self-assembly of protein arrays and highly conductive nanowires". Science. 301 (5641): 1882–1884. Bibcode:2003Sci...301.1882Y. doi:10.1126/science.1089389. PMID 14512621. S2CID 137635908.
  29. 1 2 Algoritamsko samosastavljanje: Rothemund PW, Papadakis N, Winfree E (decembar 2004). "Algorithmic self-assembly of DNA Sierpinski triangles". PLOS Biology. 2 (12): e424. doi:10.1371/journal.pbio.0020424. PMC 534809. PMID 15583715.
  30. ↑ DX arrays: Winfree E, Liu F, Wenzler LA, Seeman NC (august 1998). "Design and self-assembly of two-dimensional DNA crystals". Nature. 394 (6693): 539–544. Bibcode:1998Natur.394..539W. doi:10.1038/28998. PMID 9707114. S2CID 4385579.
  31. ↑ DX arrays: Liu F, Sha R, Seeman NC (10. 2. 1999). "Modifying the surface features of two-dimensional DNA crystals". Journal of the American Chemical Society. 121 (5): 917–922. doi:10.1021/ja982824a.
  32. ↑ Ostali nizovi:Mao C, Sun W, Seeman NC (16. 6. 1999). "Designed two-dimensional DNA Holliday junction arrays visualized by atomic force microscopy". Journal of the American Chemical Society. 121 (23): 5437–5443. doi:10.1021/ja9900398.
  33. ↑ Ostali nizovi: Constantinou PE, Wang T, Kopatsch J, Israel LB, Zhang X, Ding B, et al. (septembar 2006). "Double cohesion in structural DNA nanotechnology". Organic & Biomolecular Chemistry. 4 (18): 3414–3419. doi:10.1039/b605212f. PMC 3491902. PMID 17036134.
  34. ↑ Ostali nizovi: Mathieu F, Liao S, Kopatsch J, Wang T, Mao C, Seeman NC (april 2005). "Six-helix bundles designed from DNA". Nano Letters. 5 (4): 661–665. Bibcode:2005NanoL...5..661M. doi:10.1021/nl050084f. PMC 3464188. PMID 15826105.
  35. ↑ Algoritamsko samosastavljanje: Barish RD, Rothemund PW, Winfree E (decembar 2005). "Two computational primitives for algorithmic self-assembly: copying and counting". Nano Letters. 5 (12): 2586–2592. Bibcode:2005NanoL...5.2586B. CiteSeerX 10.1.1.155.676. doi:10.1021/nl052038l. PMID 16351220.
  36. 1 2 3 4 Dizajn: Feldkamp U, Niemeyer CM (mart 2006). "Rational design of DNA nanoarchitectures". Angewandte Chemie. 45 (12): 1856–1876. doi:10.1002/anie.200502358. PMID 16470892.
  37. ↑ DNK nanocjevčice: Rothemund PW, Ekani-Nkodo A, Papadakis N, Kumar A, Fygenson DK, Winfree E (decembar 2004). "Design and characterization of programmable DNA nanotubes". Journal of the American Chemical Society. 126 (50): 16344–16352. doi:10.1021/ja044319l. PMID 15600335.
  38. ↑ DNK nanocjevčice: Yin P, Hariadi RF, Sahu S, Choi HM, Park SH, Labean TH, Reif JH (august 2008). "Programming DNA tube circumferences". Science. 321 (5890): 824–826. Bibcode:2008Sci...321..824Y. doi:10.1126/science.1157312. PMID 18687961. S2CID 12100380.
  39. ↑ Trodimenzionalni nizovi: Zheng J, Birktoft JJ, Chen Y, Wang T, Sha R, Constantinou PE, et al. (septembar 2009). "From molecular to macroscopic via the rational design of a self-assembled 3D DNA crystal". Nature. 461 (7260): 74–77. Bibcode:2009Natur.461...74Z. doi:10.1038/nature08274. PMC 2764300. PMID 19727196.
  40. ↑ DNK poliedri: Zhang Y, Seeman NC (1. 3. 1994). "Construction of a DNA-truncated octahedron". Journal of the American Chemical Society. 116 (5): 1661–1669. doi:10.1021/ja00084a006.
  41. ↑ DNK poliedri: Shih WM, Quispe JD, Joyce GF (februar 2004). "A 1.7-kilobase single-stranded DNA that folds into a nanoscale octahedron". Nature. 427 (6975): 618–621. Bibcode:2004Natur.427..618S. doi:10.1038/nature02307. PMID 14961116. S2CID 4419579.
  42. ↑ Tikhomirov G, Petersen P, Qian L (decembar 2017). "Fractal assembly of micrometre-scale DNA origami arrays with arbitrary patterns". Nature. 552 (7683): 67–71. Bibcode:2017Natur.552...67T. doi:10.1038/nature24655. PMID 29219965. S2CID 4455780.
  43. 1 2 DNK kutije: Andersen ES, Dong M, Nielsen MM, Jahn K, Subramani R, Mamdouh W, et al. (maj 2009). "Self-assembly of a nanoscale DNA box with a controllable lid". Nature. 459 (7243): 73–76. Bibcode:2009Natur.459...73A. doi:10.1038/nature07971. hdl:11858/00-001M-0000-0010-9363-9. PMID 19424153. S2CID 4430815.
  44. ↑ DNK kutije: Ke Y, Sharma J, Liu M, Jahn K, Liu Y, Yan H (juni 2009). "Scaffolded DNA origami of a DNA tetrahedron molecular container". Nano Letters. 9 (6): 2445–2447. Bibcode:2009NanoL...9.2445K. doi:10.1021/nl901165f. PMID 19419184.
  45. ↑ Zaborova, O. V.; Voinova, A. D.; Shmykov, B. D.; Sergeyev, V. G. (2021). "Solid Lipid Nanoparticles for the Nucleic Acid Encapsulation". Reviews and Advances in Chemistry (jezik: engleski). 11 (3–4): 178–188. doi:10.1134/S2079978021030055. ISSN 2634-8276. S2CID 246946068 Provjerite vrijednost parametra |s2cid= (pomoć).
  46. ↑ Pregled: Endo M, Sugiyama H (oktobar 2009). "Chemical approaches to DNA nanotechnology". ChemBioChem. 10 (15): 2420–2443. doi:10.1002/cbic.200900286. PMID 19714700. S2CID 205554125.
  47. ↑ Nanoarhitektura: Zheng J, Constantinou PE, Micheel C, Alivisatos AP, Kiehl RA, Seeman NC (juli 2006). "Two-dimensional nanoparticle arrays show the organizational power of robust DNA motifs". Nano Letters. 6 (7): 1502–1504. Bibcode:2006NanoL...6.1502Z. doi:10.1021/nl060994c. PMC 3465979. PMID 16834438.
  48. ↑ Nanoarhitektura: Park SH, Pistol C, Ahn SJ, Reif JH, Lebeck AR, Dwyer C, LaBean TH (januar 2006). "Finite-size, fully addressable DNA tile lattices formed by hierarchical assembly procedures". Angewandte Chemie. 45 (5): 735–739. Bibcode:2006AngCh.118.6759P. doi:10.1002/ange.200690141. PMID 16374784.
  49. ↑ Nanoarhitektura: Cohen JD, Sadowski JP, Dervan PB (22. 10. 2007). "Addressing single molecules on DNA nanostructures". Angewandte Chemie. 46 (42): 7956–7959. doi:10.1002/anie.200702767. PMID 17763481. Arhivirano s originala, 15. 9. 2020. Pristupljeno 2. 7. 2020.
  50. ↑ Nanoarhitektura: Maune HT, Han SP, Barish RD, Bockrath M, Goddard WA, Rothemund PW, Winfree E (januar 2010). "Self-assembly of carbon nanotubes into two-dimensional geometries using DNA origami templates". Nature Nanotechnology. 5 (1): 61–66. Bibcode:2010NatNa...5...61M. doi:10.1038/nnano.2009.311. PMID 19898497.
  51. ↑ Nanoarhitektura: Liu J, Geng Y, Pound E, Gyawali S, Ashton JR, Hickey J, et al. (mart 2011). "Metallization of branched DNA origami for nanoelectronic circuit fabrication". ACS Nano. 5 (3): 2240–2247. doi:10.1021/nn1035075. PMID 21323323.
  52. ↑ Nanoarhitektura: Deng Z, Mao C (august 2004). "Molecular lithography with DNA nanostructures". Angewandte Chemie. 43 (31): 4068–4070. doi:10.1002/anie.200460257. PMID 15300697.
  53. ↑ DNK mašine: Mao C, Sun W, Shen Z, Seeman NC (januar 1999). "A nanomechanical device based on the B-Z transition of DNA". Nature. 397 (6715): 144–146. Bibcode:1999Natur.397..144M. doi:10.1038/16437. PMID 9923675. S2CID 4406177.
  54. ↑ DNK mašine: Yurke B, Turberfield AJ, Mills AP, Simmel FC, Neumann JL (august 2000). "A DNA-fuelled molecular machine made of DNA". Nature. 406 (6796): 605–608. Bibcode:2000Natur.406..605Y. doi:10.1038/35020524. PMID 10949296. S2CID 2064216.
  55. ↑ DNK mašine: Yan H, Zhang X, Shen Z, Seeman NC (januar 2002). "A robust DNA mechanical device controlled by hybridization topology". Nature. 415 (6867): 62–65. Bibcode:2002Natur.415...62Y. doi:10.1038/415062a. PMID 11780115. S2CID 52801697.
  56. ↑ DNK mašine: Feng L, Park SH, Reif JH, Yan H (septembar 2003). "A two-state DNA lattice switched by DNA nanoactuator". Angewandte Chemie. 42 (36): 4342–4346. Bibcode:2003AngCh.115.4478F. doi:10.1002/ange.200351818. PMID 14502706.
  57. ↑ DNK mašine: Goodman RP, Heilemann M, Doose S, Erben CM, Kapanidis AN, Turberfield AJ (februar 2008). "Reconfigurable, braced, three-dimensional DNA nanostructures". Nature Nanotechnology. 3 (2): 93–96. Bibcode:2008NatNa...3...93G. doi:10.1038/nnano.2008.3. PMID 18654468.
  58. ↑ Aplikacije: Douglas SM, Bachelet I, Church GM (februar 2012). "A logic-gated nanorobot for targeted transport of molecular payloads". Science. 335 (6070): 831–834. Bibcode:2012Sci...335..831D. doi:10.1126/science.1214081. PMID 22344439. S2CID 9866509.
  59. ↑ Centola, Mathias; Poppleton, Erik; Ray, Sujay; Centola, Martin; Welty, Robb; Valero, Julián; Walter, Nils G.; Šulc, Petr; Famulok, Michael (19. 10. 2023). "A rhythmically pulsing leaf-spring DNA-origami nanoengine that drives a passive follower". Nature Nanotechnology (jezik: engleski): 1–11. doi:10.1038/s41565-023-01516-x. ISSN 1748-3395. PMC 10873200 Provjerite vrijednost parametra |pmc= (pomoć). PMID 37857824 Provjerite vrijednost parametra |pmid= (pomoć).
  60. ↑ DNK hodalice: Shin JS, Pierce NA (septembar 2004). "A synthetic DNA walker for molecular transport". Journal of the American Chemical Society. 126 (35): 10834–10835. doi:10.1021/ja047543j. PMID 15339155.
  61. ↑ DNA walkers: Sherman WB, Seeman NC (juli 2004). "A precisely controlled DNA biped walking device". Nano Letters. 4 (7): 1203–1207. Bibcode:2004NanoL...4.1203S. doi:10.1021/nl049527q.
  62. ↑ DNK hodalice: Škugor M, Valero J, Murayama K, Centola M, Asanuma H, Famulok M (maj 2019). "Orthogonally Photocontrolled Non-Autonomous DNA Walker". Angewandte Chemie. 58 (21): 6948–6951. doi:10.1002/anie.201901272. PMID 30897257. S2CID 85446523.
  63. ↑ DNK hodalice: Tian Y, He Y, Chen Y, Yin P, Mao C (juli 2005). "A DNAzyme that walks processively and autonomously along a one-dimensional track". Angewandte Chemie. 44 (28): 4355–4358. Bibcode:2005AngCh.117.4429T. doi:10.1002/ange.200500703. PMID 15945114.
  64. ↑ DNA walkers: Bath J, Green SJ, Turberfield AJ (juli 2005). "A free-running DNA motor powered by a nicking enzyme". Angewandte Chemie. 44 (28): 4358–4361. doi:10.1002/anie.200501262. PMID 15959864.
  65. ↑ Funkcionalni DNK hodači: Lund K, Manzo AJ, Dabby N, Michelotti N, Johnson-Buck A, Nangreave J, et al. (maj 2010). "Molecular robots guided by prescriptive landscapes". Nature. 465 (7295): 206–210. Bibcode:2010Natur.465..206L. doi:10.1038/nature09012. PMC 2907518. PMID 20463735.
  66. ↑ Funkcionalni DNK hodači: Valero J, Pal N, Dhakal S, Walter NG, Famulok M (juni 2018). "A bio-hybrid DNA rotor-stator nanoengine that moves along predefined tracks". Nature Nanotechnology. 13 (6): 496–503. Bibcode:2018NatNa..13..496V. doi:10.1038/s41565-018-0109-z. PMC 5994166. PMID 29632399.
  67. ↑ Funkcionalni DNK hodači:He Y, Liu DR (novembar 2010). "Autonomous multistep organic synthesis in a single isothermal solution mediated by a DNA walker". Nature Nanotechnology. 5 (11): 778–782. Bibcode:2010NatNa...5..778H. doi:10.1038/nnano.2010.190. PMC 2974042. PMID 20935654.
  68. ↑ Pan J, Li F, Cha TG, Chen H, Choi JH (august 2015). "Recent progress on DNA based walkers". Current Opinion in Biotechnology. 34: 56–64. doi:10.1016/j.copbio.2014.11.017. PMID 25498478.
  69. 1 2 3 Kinetic assembly: Yin P, Choi HM, Calvert CR, Pierce NA (januar 2008). "Programming biomolecular self-assembly pathways". Nature. 451 (7176): 318–322. Bibcode:2008Natur.451..318Y. doi:10.1038/nature06451. PMID 18202654. S2CID 4354536.
  70. ↑ Fuzzy and Boolean logic gates based on DNA: Zadegan RM, Jepsen MD, Hildebrandt LL, Birkedal V, Kjems J (april 2015). "Construction of a fuzzy and Boolean logic gates based on DNA". Small. 11 (15): 1811–1817. doi:10.1002/smll.201402755. PMID 25565140.
  71. ↑ Strand displacement cascades: Seelig G, Soloveichik D, Zhang DY, Winfree E (decembar 2006). "Enzyme-free nucleic acid logic circuits". Science. 314 (5805): 1585–1588. Bibcode:2006Sci...314.1585S. doi:10.1126/science.1132493. PMID 17158324. S2CID 10966324.
  72. ↑ Kaskade pomjeranja lanca: Qian L, Winfree E (juni 2011). "Scaling up digital circuit computation with DNA strand displacement cascades". Science. 332 (6034): 1196–1201. Bibcode:2011Sci...332.1196Q. doi:10.1126/science.1200520. PMID 21636773. S2CID 10053541.
  73. ↑ Primjene: Rietman EA (2001). Molecular engineering of nanosystems. Springer. str. 209–212. ISBN 978-0-387-98988-4. Pristupljeno 17. 4. 2011.
  74. ↑ Zadegan RM, Jepsen MD, Thomsen KE, Okholm AH, Schaffert DH, Andersen ES, et al. (novembar 2012). "Construction of a 4 zeptoliters switchable 3D DNA box origami". ACS Nano. 6 (11): 10050–10053. doi:10.1021/nn303767b. PMID 23030709.
  75. ↑ Primjene: Jungmann R, Renner S, Simmel FC (april 2008). "From DNA nanotechnology to synthetic biology". HFSP Journal. 2 (2): 99–109. doi:10.2976/1.2896331. PMC 2645571. PMID 19404476.
  76. ↑ Lovy, Howard (5. 7. 2011). "DNA cages can unleash meds inside cells". fiercedrugdelivery.com. Arhivirano s originala, 27. 9. 2013. Pristupljeno 22. 9. 2013.
  77. ↑ Walsh AS, Yin H, Erben CM, Wood MJ, Turberfield AJ (juli 2011). "DNA cage delivery to mammalian cells". ACS Nano. 5 (7): 5427–5432. doi:10.1021/nn2005574. PMID 21696187.
  78. ↑ Trafton, Anne (4. 6. 2012). "Researchers achieve RNA interference, in a lighter package". MIT News. Pristupljeno 22. 9. 2013.
  79. ↑ Lee H, Lytton-Jean AK, Chen Y, Love KT, Park AI, Karagiannis ED, et al. (juni 2012). "Molecularly self-assembled nucleic acid nanoparticles for targeted in vivo siRNA delivery". Nature Nanotechnology. 7 (6): 389–393. Bibcode:2012NatNa...7..389L. doi:10.1038/NNANO.2012.73. PMC 3898745. PMID 22659608.
  80. ↑ Kim KR, Kim DR, Lee T, Yhee JY, Kim BS, Kwon IC, Ahn DR (mart 2013). "Drug delivery by a self-assembled DNA tetrahedron for overcoming drug resistance in breast cancer cells". Chemical Communications. 49 (20): 2010–2012. doi:10.1039/c3cc38693g. PMID 23380739.
  81. ↑ Sundah NR, Ho NR, Lim GS, Natalia A, Ding X, Liu Y, et al. (septembar 2019). "Barcoded DNA nanostructures for the multiplexed profiling of subcellular protein distribution". Nature Biomedical Engineering. 3 (9): 684–694. doi:10.1038/s41551-019-0417-0. PMID 31285580. S2CID 195825879.
  82. ↑ DNA ion channels: Langecker M, Arnaut V, Martin TG, List J, Renner S, Mayer M, et al. (novembar 2012). "Synthetic lipid membrane channels formed by designed DNA nanostructures". Science. 338 (6109): 932–936. Bibcode:2012Sci...338..932L. doi:10.1126/science.1225624. PMC 3716461. PMID 23161995.
  83. 1 2 ionskog kanala DNK: Göpfrich K, Li CY, Mames I, Bhamidimarri SP, Ricci M, Yoo J, et al. (juli 2016). "Ion Channels Made from a Single Membrane-Spanning DNA Duplex". Nano Letters. 16 (7): 4665–4669. Bibcode:2016NanoL..16.4665G. doi:10.1021/acs.nanolett.6b02039. PMC 4948918. PMID 27324157.
  84. ↑ DNA ion channels: Burns JR, Stulz E, Howorka S (juni 2013). "Self-assembled DNA nanopores that span lipid bilayers". Nano Letters. 13 (6): 2351–2356. Bibcode:2013NanoL..13.2351B. CiteSeerX 10.1.1.659.7660. doi:10.1021/nl304147f. PMID 23611515.
  85. ↑ DNA ion channels: Burns JR, Göpfrich K, Wood JW, Thacker VV, Stulz E, Keyser UF, Howorka S (novembar 2013). "Lipid-bilayer-spanning DNA nanopores with a bifunctional porphyrin anchor". Angewandte Chemie. 52 (46): 12069–12072. doi:10.1002/anie.201305765. PMC 4016739. PMID 24014236.
  86. ↑ DNK ionskih kanala: Seifert A, Göpfrich K, Burns JR, Fertig N, Keyser UF, Howorka S (februar 2015). "Bilayer-spanning DNA nanopores with voltage-switching between open and closed state". ACS Nano. 9 (2): 1117–1126. doi:10.1021/nn5039433. PMC 4508203. PMID 25338165.
  87. ↑ DNA ion channels: Göpfrich K, Zettl T, Meijering AE, Hernández-Ainsa S, Kocabey S, Liedl T, Keyser UF (maj 2015). "DNA-Tile Structures Induce Ionic Currents through Lipid Membranes". Nano Letters. 15 (5): 3134–3138. Bibcode:2015NanoL..15.3134G. doi:10.1021/acs.nanolett.5b00189. PMID 25816075.
  88. ↑ DNA ion channels: Burns JR, Seifert A, Fertig N, Howorka S (februar 2016). "A biomimetic DNA-based channel for the ligand-controlled transport of charged molecular cargo across a biological membrane". Nature Nanotechnology. 11 (2): 152–156. Bibcode:2016NatNa..11..152B. doi:10.1038/nnano.2015.279. PMID 26751170.
  89. ↑ DNA ion channels: Göpfrich K, Li CY, Ricci M, Bhamidimarri SP, Yoo J, Gyenes B, et al. (septembar 2016). "Large-Conductance Transmembrane Porin Made from DNA Origami". ACS Nano. 10 (9): 8207–8214. doi:10.1021/acsnano.6b03759. PMC 5043419. PMID 27504755.
  90. ↑ DNA scramblase: Ohmann A, Li CY, Maffeo C, Al Nahas K, Baumann KN, Göpfrich K, et al. (juni 2018). "A synthetic enzyme built from DNA flips 107 lipids per second in biological membranes". Nature Communications. 9 (1): 2426. Bibcode:2018NatCo...9.2426O. doi:10.1038/s41467-018-04821-5. PMC 6013447. PMID 29930243.
  91. 1 2 3 Dizajn: Brenneman A, Condon A (25. 9. 2002). "Strand design for biomolecular computation". Theoretical Computer Science. 287: 39–58. doi:10.1016/S0304-3975(02)00135-4.
  92. ↑ Overview: Lin C, Liu Y, Rinker S, Yan H (august 2006). "DNA tile based self-assembly: building complex nanoarchitectures". ChemPhysChem. 7 (8): 1641–1647. doi:10.1002/cphc.200600260. PMID 16832805.
  93. 1 2 3 Dizajn: Dirks RM, Lin M, Winfree E, Pierce NA (15. 2. 2004). "Paradigms for computational nucleic acid design". Nucleic Acids Research. 32 (4): 1392–1403. doi:10.1093/nar/gkh291. PMC 390280. PMID 14990744.
  94. ↑ Metodi: Ellington A, Pollard JD (1. 5. 2001). "Synthesis and Purification of Oligonucleotides". Current Protocols in Molecular Biology. 42: 2.11.1–2.11.25. doi:10.1002/0471142727.mb0211s42. ISBN 978-0471142720. PMID 18265179. S2CID 205152989.
  95. ↑ Methods: Ellington A, Pollard JD (1. 5. 2001). "Purification of Oligonucleotides Using Denaturing Polyacrylamide Gel Electrophoresis". Current Protocols in Molecular Biology. 42: Unit2.12. doi:10.1002/0471142727.mb0212s42. ISBN 978-0471142720. PMID 18265180. S2CID 27187583.
  96. ↑ Metodi: Gallagher SR, Desjardins P (1. 7. 2011). "Quantitation of nucleic acids and proteins". Current Protocols Essential Laboratory Techniques. 5. doi:10.1002/9780470089941.et0202s5. ISBN 978-0470089934. S2CID 94329398.
  97. ↑ Metodi Chory J, Pollard JD (1. 5. 2001). "Separation of Small DNA Fragments by Conventional Gel Electrophoresis". Current Protocols in Molecular Biology. 47: Unit2.7. doi:10.1002/0471142727.mb0207s47. ISBN 978-0471142720. PMID 18265187. S2CID 43406338.
  98. ↑ Methods: Walter NG (1. 2. 2003). "Probing RNA Structural Dynamics and Function by Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET)". Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry. 11: 11.10.1–11.10.23. doi:10.1002/0471142700.nc1110s11. ISBN 978-0471142706. PMID 18428904. S2CID 9978415.
  99. ↑ Metodi: Lin C, Ke Y, Chhabra R, Sharma J, Liu Y, Yan H (2011). "Synthesis and Characterization of Self-Assembled DNA Nanostructures". u Zuccheri G, Samorì B (ured.). DNA Nanotechnology. Methods in Molecular Biology. 749. str. 1–11. doi:10.1007/978-1-61779-142-0_1. ISBN 978-1-61779-141-3. PMID 21674361.
  100. ↑ Methods: Bloomfield VA, Crothers DM, Tinoco Jr I (2000). Nucleic acids: structures, properties, and functions. Sausalito, Calif: University Science Books. str. 84–86, 396–407. ISBN 978-0-935702-49-1.

Dopunska literatura

[uredi | uredi izvor]
Opća
Specifične podobkasti
  • Bath J, Turberfield AJ (maj 2007). "DNA nanomachines". Nature Nanotechnology. 2 (5): 275–284. Bibcode:2007NatNa...2..275B. doi:10.1038/nnano.2007.104. PMID 18654284.—A review of nucleic acid nanomechanical devices
  • Feldkamp U, Niemeyer CM (mart 2006). "Rational design of DNA nanoarchitectures". Angewandte Chemie. 45 (12): 1856–1876. doi:10.1002/anie.200502358. PMID 16470892.—A review coming from the viewpoint of secondary structure design
  • Lin C, Liu Y, Rinker S, Yan H (august 2006). "DNA tile based self-assembly: building complex nanoarchitectures". ChemPhysChem. 7 (8): 1641–1647. doi:10.1002/cphc.200600260. PMID 16832805.—A minireview specifically focusing on tile-based assembly
  • Zhang DY, Seelig G (februar 2011). "Dynamic DNA nanotechnology using strand-displacement reactions". Nature Chemistry. 3 (2): 103–113. Bibcode:2011NatCh...3..103Z. doi:10.1038/nchem.957. PMID 21258382.—A review of DNA systems making use of strand displacement mechanisms

Vanjski linkovi

[uredi | uredi izvor]

Šablon:Nanotehnološko podnožje

Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=DNK-nanotehnologija&oldid=3769683"