10 anni di DNA-origami

Il DNA può fare persone, piante, animali, ma potrebbe anche fare dei robot? Nel 2006, Paul Rothemund ha inventato un modo per realizzare diverse strutture fatte interamente di DNA, anche microscopici “smile”.  Questa tecnica, spiegata in questo video di Nature, ha il nome di DNA-Origami.

Per realizzare queste strutture è necessario partire da una molecola formata da un singolo filamento di DNA. Per poterlo piegare, come con l’origami di carta, è necessario utilizzare un secondo breve filamento di DNA, una graffetta di DNA, che crei un ponte tra le due estremità di DNA piegate. In questo modo è possibile piegare più e più volte il primo filamento di DNA fino ad ottenere diverse strutture, che siano un quadrato, un cerchio o uno smile.

Qualè il vantaggio di costruire queste strutture con il DNA? La risposta è che il DNA è in grado di piegarsi da solo. Il DNA è formato da 4 molecole diverse ( Guanina, Adenina, Citosina, Timidina), qui rappresentate con i colori rosso, verde, giallo, blu. Il rosso si lega sempre con il giallo, ed il verde si lega sempre con il blu, fino a quando due un filamento si unisce a formare un doppio filamento. Pertanto se si crea una sequenza di DNA principale ed altre piccole sequenze di DNA graffetta con la sequenza giusta, questa si legherà spontaneamente al filamento più lungo piegandolo nel modo desiderato. Più DNA graffetta si aggiungono alla struttura, più stabile sarà la struttura stessa.

le prime creazioni di DNA-origami erano tutte delle forme bidimensionali, ma negli ultimi 10 anni diversi laboratori di nanotecnologie hanno realizzato diverse strutture tridimensionali con questa tecnica. Le forme create sono diventate sempre più complesse, arrivando alla realizzazione di un coniglietto di DNA. Nel 2009 è stata anche creata una scatola di DNA in grado di trasportare e rilasciare farmaci in punti specifici dell’organismo. Dotando queste scatole di serrature in grado di aprirsi in presenza di molecole tumorali è possibile concentrare gli effetti di farmaci particolarmente pericolosi solamente nelle zone necessarie, limitando gli effetti tossici nel resto dell’organismo.

I meccanismi che gli scienziati sono riusciti a creare con queste tecniche sono diventati sempre più precisi e sempre più vicini al concetto di una nano-macchina interamente fatta di DNA

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