أمل باسم المركز العلمي للترجمة: إن الهدف من تكنولوجيا النانو هو انتاج تركيبات صناعية جديدة من DNA. هذه التقنية و التي تجمع بين الأحياء، الفيزياء، الكيمياء وعلم المادة تستفيد من القدرة الطبيعية لخيوط الحمض النووي في التجميع الذاتي. وجوه ضاحكة أو مربعات صغيرة، بمقياس عشرات النانومترات تم إنشاؤها من الحمض النووي في قطرة ماء. وقد استطاع البروفيسور Alexander Heckel وتلميذه Thorsten Schmidt من “Cluster of Excellence for Macromolecular Complexes” في جامعة Goethe أن يبتكرا حلقتين من DNA بحجم 18 نانومتر فقط، وربطهما كأنهما في سلسة. مثل هذا التركيب يطلق عليه catenan، وهو اسم مشتق من الكلمة اللاتينية catena أي سلسلة. وقد كان Schmidt قد تزوج في أثناء عمله على صنع الحلقات النانوية، لذا اعتقد بأن تكون هذه الحلقات هي أصغر خواتم الزفاف في العالم.
أما من منظور علمي، فإن التركيب يعد حدثا مهما في مجال DNA نانوتكنولوجي، حيث أن الحلقتين من السلسلة تخالف غالبية التركيبات النانوية لـDNA والتي تم تحقيقها، ليست تركيبات ثابتة، لكنها – عتمادا على الظروف البيئية – تعد خالية من الاصوات. لذلك يمكن استخدامها كمكونات للآلات أو المحركات الجزيئية. ويقول البروفيسور Alexander Heckel :” لا يزال أمامنا طريق طويل لنقطعه قبل أن نصل لتركيبة DNA مثل catenan والتي يمكن أن تستخدم في منتجات الاستعمال اليومي”، وأضاف: “لكن تركيبة DNA يمكن في المستقبل القريب استخدامها لترتيب ودراسة البروتينات أو جزيئات أخرى بحيث تكون صغيرة بما فيه الكفاية للمعالجة المباشرة عن طريق التنظيم الآلي”. هذه الطريقة من هندسة DNA النانوية من الممكن ان تصبح أذاة متعددة الاستعمالات في عالم النانو، والتي يصعب الوصول إليها.
عند ابتكار هندسة DNA النانوية، يركز العلماء على خاصية اقتران أربع من DNA nucleobases، التي تفيد بأن خطين الحمض النووي الطبيعية يمكن أيضا العثور على بعضهم البعض (إن القاعدة الاساسية في هندسة DNA النانوية دون الاهمية البيولوجية). بحيث تكون A على أحد زوجي الخيوط مع T على الخيط الثاني وC مكملة لـ G. الحيلة هي انتاج تسلسل لخيوط الحمض النووي تتشارك بهذه الطريقة الحيلة لضمان أن البنية المطلوبة تتكزن من تلقاء نفسها دون تدخل مباشر من الجانب التجريبي. إذا استخدمت أجزاء معينة فقط من الخيوط تكمل بعضها البعض، فيمكن انشاء تفرعات ووصلات.
وحسبما أفاد Schmidt و Heckel في مجلة Nano Letters، فقد كانوا هم أول من صنع C على شكل أجزاء من الحمض النووي لـ catenan. وبمساعدة من الجزيئات الخاصة والتي تعمل بمثابة لاصق خاص للتسلسل الحلزوني المزدوج، فقد قاما بترتيب “Cs” بطريقة تساعد على انتاج وصلتين، بطرف مفتوح من “Cs” تشير بعيدا من بعضها البعض (انظر الصورة). إن canenan قد تم إنشائها باضافة خيطين يرتبطان بنهاية وصلتي الحلقتين، و اللتان مازالتا مفتوحتين. وقد أهدى Thorsten Schmidt التطبيق لزوجته الدكتور Diana Gonçalves Schmidt، والتي تقدر العمل في المجال العلمي، وحيث أنها جزءا من مجموعة عمل Alexander Heckel.
وحيث أنها أصغر بكثير من الأطوال الموجية المرئية، فإن الحلقات لا يمكن رؤيتها بالمجهر العادي. وقد أوضح Thorsten Schmidt: ” يجب أن نأخذ سلسلة من حوالي 4000 من الحلقات لنصل إلى قطر شعر الرأس “، ثم عرض catenans بواسطة مجهر قوة المسح الضوئي، حيث ظهرت الحلقات التي وضعت على سطح بحافة جميلة للغاية.
رابط الخبر الاصلي
http://www.physorg.com/news/2011-04-world-smallest.html
تمت الترجمة بواسطة أ. أمل باسم
المركز العلمي للترجمة
