جهاز الحمض النووي

آلة الحمض النووي هي آلة جزيئية مُصنّعة من الحمض النووي . وقد بدأ البحث في آلات الحمض النووي في أواخر ثمانينيات القرن الماضي على يد نادريان سيمان وزملاؤه من جامعة نيويورك . يُستخدم الحمض النووي نظرًا لوجود العديد من الأدوات البيولوجية الموجودة في الطبيعة والتي يمكنها التأثير عليه، والمعرفة الواسعة بكيفية عمله التي سبق أن بحثها علماء الكيمياء الحيوية .

يمكن تصميم آلات الحمض النووي بشكل منطقي، إذ يعتمد تجميع الحمض النووي في الحلزون المزدوج على قواعد صارمة لتزاوج القواعد، مما يسمح بربط أجزاء من الشريط بشكل متوقع بناءً على تسلسلها. وتُعدّ هذه "الخاصية الانتقائية للالتصاق" ميزة أساسية في بناء آلات الحمض النووي.

في عام 2000، قدم برنارد يورك وزملاؤه في شركة لوسنت تكنولوجيز مثالاً على آلة الحمض النووي، حيث قاموا بتصميم ملاقط جزيئية من الحمض النووي. ^{[ 1 ]} تتكون هذه الملاقط من ثلاثة خيوط: A وB وC. يرتبط الخيط A بنصف الخيط B ونصف الخيط C، وبالتالي يربطها معًا. يعمل الخيط A كمفصل يسمح للذراعين - AB وAC - بالحركة. يطفو الهيكل وذراعاه مفتوحتان على مصراعيهما. يمكن إغلاقهما بإضافة خيط رابع من الحمض النووي (D) "مبرمج" للالتصاق بالجزءين غير المزدوجين من الخيطين B وC. تم إثبات إغلاق الملاقط عن طريق وسم طرفي الخيط A بجزيئات باعثة للضوء لا تُصدر ضوءًا عند اقترابها من بعضها. لإعادة فتح الملاقط، أضف خيطًا آخر (E) بالتسلسل الصحيح ليرتبط بالخيط D. بمجرد الارتباط، ينقطع اتصالها بجهاز BAC، فتطفو بعيدًا. يمكن فتح جهاز الحمض النووي وإغلاقه بشكل متكرر عن طريق التبديل بين الخيطين D وE. يمكن استخدام هذه الملاقط لإزالة الأدوية من داخل الفوليرينات، وكذلك من رباعي السطوح DNA ذاتي التجميع . يمكن تحديد حالة الجهاز بقياس المسافة بين الفلوروفورات المانحة والمستقبلة باستخدام تقنية نقل طاقة الرنين الفلوري (FRET) .

تُعدّ آلات المشي على الحمض النووي نوعًا آخر من آلات الحمض النووي.

• تقنية النانو الحمض النووي