Los científicos de la Universidad de Basilea han logrado organizar compartimentos esféricos en grupos que imitan la forma en que los orgánulos naturales crearían estructuras complejas. Se las arreglaron para conectar los compartimentos sintéticos creando puentes de ADN entre ellos. Esto representa un paso importante hacia la realizaciónde las llamadas fábricas moleculares. La revista Nano letras ha publicado sus resultados
Dentro de una célula hay compartimentos especializados llamados orgánulos, como por ejemplo núcleo, mitocondrias, peroxisomas y vacuolas que son responsables de funciones específicas de la célula. Casi todas las funciones biológicas sofisticadas de las células se realizan por autoorganización, un proceso mediante el cuallas moléculas adoptan una disposición definida basada en sus conformaciones y propiedades específicas, sin orientación externa.
Usar la autoorganización de nanoobjetos en arquitecturas complejas es una estrategia importante para producir nuevos materiales con propiedades o funcionalidades mejoradas en campos como la química, la electrónica y la tecnología. Por ejemplo, esta estrategia ya se ha aplicado para crear redes de productos inorgánicosnanopartículas sólidas. Sin embargo, hasta ahora, estas redes no podían imitar estructuras sofisticadas que tienen funciones biológicas dentro de las células y, por lo tanto, tienen una aplicación potencial en medicina o biología.
los puentes de ADN dan estabilidad
La investigación conjunta de los grupos liderados por las profesoras Cornelia Palivan y Wolfgang Meier ahora ofrece un nuevo enfoque para autoorganizar organelos artificiales en grupos que imitan la conexión entre sus contrapartes naturales. Mediante el uso de cadenas de ADN individuales para interconectar los compartimentos esféricos, ellos científicos lograron crear grupos de acuerdo con una arquitectura específica y propiedades controladas. "Nos entusiasmó ver que las diferentes cadenas de ADN en la superficie del compartimento esférico migraron juntas y formaron un puente con las cadenas de ADN de la siguiente".Palivan. Este puente de ADN representa una conexión extremadamente estable.
Esta estrategia inspirada en la naturaleza va más allá de los enfoques de autoorganización reales, ya que también permite la integración de varios requisitos, como el ajuste fino de la distancia entre los compartimentos o diferentes topologías "a pedido". Como compartimentos, los científicos utilizaronpolimerosomas, con una membrana sintética que, a diferencia de los liposomas, tiene la gran ventaja de ser muy estable y controlar la fusión de compartimentos individuales dentro de la célula.
Una ventaja única adicional de esta estrategia para organizar nano-racimos es el hecho de que los compartimentos se pueden cargar con socios de reacción como enzimas, proteínas o catalizadores. Esto proporciona la base para la ingeniería adicional de orgánulos artificiales que sirven como fábricas moleculares.Esta investigación se realizó dentro del Centro Nacional de Competencia en Investigación NCCR Ingeniería de Sistemas Moleculares.
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Materiales proporcionado por Universität Basel . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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