Nanoteknologi DNA

Nanoteknologi DNA adalah bidang yang meliputi perancangan dan pembuatan struktur asam nukleat buatan untuk digunakan dalam teknologi. Dalam nanoteknologi DNA, asam nukleat digunakan sebagai bahan rekayasa non-biologi untuk nanoteknologi dan bukan dalam fungsi asalnya sebagai pembawa informasi genetis dalam sel hidup. Peneliti di bidang ini telah membuat struktur statik seperti kisi kristal, tabung nano, polihedron, dan bentuk-bentuk lainnya, serta membuat alat-alat seperti mesin molekuler dan komputer DNA. Bidang ini mulai digunakan sebagai alat untuk memecahkan masalah-masalah dalam sains murni yang terkait dengan biologi struktural dan biofisika, termasuk penggunaan dalam kristalografi sinar X dan spektroskopi resonansi magnet inti (NMR) terhadap protein untuk menentukan struktur molekul. Selain itu, penerapan bidang ilmu ini juga sedang diteliti untuk elektronika skala molekul maupun ilmu pengobatan nano.

Konsep dasar

Sifat asam nukleat 
Nanoteknologi umumnya didefinisikan sebagai studi tentang materi dan perangkat dengan fitur pada skala di bawah 100 nanometer. Nanoteknologi DNA, khususnya, adalah contoh perakitan buatan biologi molekuler dengan pendekatan bawah ke atas, di mana komponen molekul secara spontan diatur ke dalam struktur yang stabil; bentuk khusus dari struktur ini diinduksi oleh sifat fisik dan kimia dari komponen yang dipilih oleh perancang. Dalam nanoteknologi DNA, bahan komponennya adalah untaian asam nukleat seperti DNA; untaian ini sering kali sintetis dan hampir selalu digunakan di luar konteks sel hidup. DNA sangat cocok untuk konstruksi skala nano karena pengikatan antara dua untai asam nukleat bergantung pada aturan pasangan basa sederhana yang sifatnya dipahami dengan baik, dan membentuk struktur skala nano spesifik dari heliks ganda asam nukleat. Kualitas ini membuat perakitan struktur asam nukleat mudah dikendalikan melalui rancangan asam nukleat. Sifat ini tidak ada dalam zat lain yang dapat menggunakan nanoteknologi, termasuk protein, yang desain molekutnya sangat sulit, dan nanopartikel, yang kurangnya kemampuan untuk perakitan sendiri.

Subbidang 
Nanoteknologi DNA terkadang dibagi menjadi dua subbidang yang tumpang tindih: nanoteknologi DNA struktural dan nanoteknologi DNA dinamis. Nanoteknologi DNA struktural, kadang-kadang disingkat SDN, berfokus pada sintesis dan menggolongkan asam nukleat kompleks dan bahan yang terkumpul menjadi kesetimbangan yang statis. Di sisi lain, nanoteknologi DNA dinamis berfokus pada kompleksitas perilaku tidak setimbang seperti kemampuan untuk mengkonfigurasi ulang yang berdasarkan stimulus kimiawi atau fisik. Beberapa kompleks, seperti perangkat nanomekanis asam nukleat, menggabungkan fitur subbidang struktural dan dinamis.

Referensi

Daftar pustaka 
Umum:

 —An article written for laypeople by the founder of the field
 —A review of results in the period 2001–2010
 —A more comprehensive review including both old and new results in the field
  and .—A news article focusing on the history of the field and development of new applications
 —A very recent and comprehensive review in the field

Tentang subbidang:

 —A review of nucleic acid nanomechanical devices
 —A review coming from the viewpoint of secondary structure design
 —A minireview specifically focusing on tile-based assembly
 —A review of DNA systems making use of strand displacement mechanisms

teknologi nano