Công nghệ nano DNA

context: Công nghệ nano thường được định nghĩa là ngành nghiên cứu các vật liệu và thiết bị với những yếu tố nhỏ hơn 100 nanomet. Cụ thể công nghệ nano DNA là một ví dụ của tự tổng hợp phân tử từ dưới lên (bottom-up), trong đó các thành phần nguyên tử tổ chức thành các cấu trúc bền vững một cách tự phát; dạng cụ thể của những cấu trúc này do các tính chất vật lý và hóa học của các thành phần mà người thiết kế chọn quyết định. Trong công nghệ nano DNA, các vật liệu thành phần là các dải axit nucleic như DNA; các dải này thường được tổng hợp và luôn được sử dụng ngoài môi trường tế bào sống. DNA rất phù hợp cho việc xây dựng cấu trúc nano bởi vì liên kết giữa hai dải axit nucleic phụ thuộc vào các quy luật ghép cặp bazơ đơn giản mà con người đã hiểu rõ, và tạo nên những cấu trúc nano xác định từ cấu trúc xoắn kép. Những tính chất này khiến cho việc tổng hợp cấu trúc axit nucleic dễ dàng kiểm soát thông qua thiết kế chuỗi. Đặc tính này vắng mặt trong các vật liệu khác trong công nghệ nano, bao gồm protein, vốn rất khó thiết kế, và các hạt nano, vốn không có khả năng tự tổng hợp.Cấu trúc của một phân tử axit nucleic bao gồm một chuỗi các nucleotide phân biệt bởi nucleobazơ mà chúng chứa đựng. Trong DNA, 4 bazơ hiện diện là adenine (A), cytosine (C), guanine (G), và thymine (T). Axit nucleic có một thuộc tính đặc biệt, đó là hai phân tử chỉ liên kết với nhau tạo thành một chuỗi xoắn kép nếu hai chuỗi là bổ sung cho nhau, nghĩa là chúng tạo nên các chuỗi phù hợp theo cặp bazơ, theo nguyên tắc A chỉ liên kết với T, và C chỉ với G. Bởi vì sự hình thành các cặp bazơ phù hợp là thuận lợi về mặt nhiệt động (năng lượng tự do của hệ giảm), trong hầu hết mọi trường hợp các dải axit nucleic sẽ liên kết với nhau theo cách tối đa hóa số bazơ ghép cặp phù hợp. Trình tự bazơ trong một hệ các dải do đó sẽ quyết định mô hình liên kết và cấu trúc tổng thể theo một cách có thể kiểm soát dễ dàng. Trong công nghệ nano DNA, trình tự bazơ của các dải được thiết kế theo ý đồ của nhà nghiên cứu sao cho tương tác ghép cặp bazơ khiến cho các dải tổng hợp thành hình thể mong muốn. Trong khi DNA là vật liệu chủ yếu được dùng, các cấu trúc bao gồm các axit nucleic khác như RNA và axit peptit nucleic (APN) cũng đã được chế tạo.
qas: question: Loại axit nào liên kết với nhau để tạo thành DNA
answers: text: nucleic

context: Trình tự chuỗi của các dải DNA tạo nên cấu trúc đích được thiết kế bằng máy tính, sử dụng các phần mềm làm mẫu phân tử và làm mẫu nhiệt động. Các phân tử được tổng hợp dựa trên các phương pháp tổng hợp oligonucleotide thông thường, thường tự động hóa trong một bộ tổng hợp oligonucleotide, và các dải với trình tự tùy biến hiện có sẵn dưới dạng sản phẩm thương mại.  Các chuỗi có thể được làm sạch bằng cách làm biến chất điện di gel nếu cần thiết, và nồng độ có thể xác định được chính xác qua một trong vài phương pháp định tính axit nucleic sử dụng phổ kế hấp thụ tử ngoại.Các cấu trúc đích sau khi hình thành hoàn toàn sẽ được kiểm chứng bằng phương pháp điện di gel tự nhiên, cung cấp thông tin về hình dạng và kích thước của các phức hợp axit nucleic. Một phép xét nghiệm dịch chuyển độ linh động điện di có thể khẳng định liệu cấu trúc đó có bao gồm tất cả các dải mong muốn. Đôi khi người ta cũng dùng các phương pháp đánh dấu huỳnh quang và truyền năng lượng cộng hưởng Förster(FRET)để xác định cấu trúc của các phức hợp.Kính hiển vi lực nguyên tử có khả năng chụp ảnh trực tiếp các cấu trúc axit nuleic, rất thích hợp với các cấu trúc hai chiều, nhưng ít hữu dụng cho các cấu trúc ba chiều rời rạc bởi tương tác giữa mũi dò của kính hiển vi với cấu trúc axit nucleic vốn dễ đứt gãy; trong trường hợp này người ta thường dùng kính hiển vi điện tử truyền qua và kính hiển vi điện tử cryo. Các mạng 3 chiều mở rộng được phân tích bằng tinh thể học tia X.
qas: question: Xét nghiệm dịch chuyển độ linh động đánh giá điều gì?
answers: text: khẳng định liệu cấu trúc đó có bao gồm tất cả các dải mong muốn