Materiály na bázi DNA s přizpůsobitelnými vlastnostmi

DNA je vysoce sofistikovaná biologická makromolekula – polymer v podobě řetězce nukleotidů a nositelka genetických informací. Krom toho disponuje rovněž fascinujícími geometrickými a topologickými vlastnostmi, jako je kupříkladu uzlování a nadšroubovicové vinutí. Mezinárodní vědecký tým pod vedením výzkumníků z Edinburské univerzity využil těchto vlastností k vytvoření topologicky nastavitelných komplexních kapalin a měkkých materiálů.

Dvojitá šroubovice zásadním způsobem ovlivňuje chování DNA. Lineární molekula DNA, tedy molekula s dvěma konci, se může volně kroutit a přetáčet. Naproti tomu spojením dvou konců a vytvořením kruhové DNA dojde k tomu, že jakékoliv vertikální přetočení dvojité šroubovice je „topologicky uzamčené“ – to znamená, že takto překroucená šroubovice nemůže být odstraněna bez vyřazení molekuly. Tento přirozený mechanismus způsobuje smršťování DNA.

Vědecký tým provedl rozsáhlé počítačové simulace kompaktních a zapletených molekul DNA s rozličným stupněm navinutí a došel k překvapivým závěrům. S každou změnou navinutí bylo možné upravit dle libosti viskozitu kapalin. Materiály vytvořené touto metodou by v budoucnu mohly nalézt využité nejen v lékařství.

Celý článek na University of Edinburgh

Image Credit: Unsplash

-jk-