امکان تغییر شکل ساختار مارپیچ مولکول DNA با یک روش خاص

ساختار DNA به صورت مارپیچ دوگانه، مورد قبول همگانی است؛ اما ساختارهای متفاوتی از DNA هم وجود دارد. درمطالعه ایکه جدیدا منتشر شده است از عواملی که قادر به دستکاری این ساختار هستند، سخن گفته می شود. کاربرد این کشف در نانوتکنولوژی ومحاسبات مبتنی بر DNA است؛ جایی که از DNA برای ساختدستگاه های بسیار کوچک (نانوماشین DNA)وکامپیوتر استفاده می شود.

تصویری از ساختار مارپیچ مضاعف مولکول DNA

دکترزو والراز دانشکده ی داروسازی UEA می گوید:

DNA یک ماده ی ژنتیکی و ساختار آن معمولا همچون نردبانی پیچ خورده (مارپیچ دوگانه) است، اما ساختارهای دیگری هم برای DNA وجود دارد که به نظر می رس نقشی در توسعه ی بیماری های ژنتیکی مانند دیابت یا سرطان داشته باشند. البته این موضوع که ساختار یک قطعه از DNA می تواند با استفاده از اسید تغییر کند و موجب تا خوردن آن و ایجاد ساختاری به نامi-motifشود، قبلا کشف شده بود. این سیستم می تواند به عنوان یک سوئیچ مورد استفاده قرار گیرد. DNA در دو وضعیت مختلف دارای شکل های کاملا متفاوتی است؛ ما می توانیم این را یک کلید روشن یا خاموش تلقی کنیم. از این موضوع برای کاربردهای نانوماشین DNA استفاده شده است.

پژوهش های دکتر والر قبلا نشان داده بود که شکلDNAمی تواند با استفاده از نمک های مس، به ساختار دومی که ساختارسنجاق سری(Hairpin) نامیده می شود، نیز تبدیل شود. سپس این تغییر می تواند با استفاده از اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (EDTA- ماده ای که به طور معمول در شامپو و دیگر محصولات خانگی یافت می شود) به حالت اولیه برگردانده شود. ساختار سنجاق سری در شکل زیر دیده می شود.

این موضوع قابلیت DNA را به جای یک کلید به دو کلید گسترش داد. یافته های جدید او نشان می دهد که دیگر آغازگرهایی همچون اکسیژن و ماده ای شبیه ویتامین C نیز باعث آغاز تغییر شکل مولکول DNA می شوند. دانشمندان به منظور تغییر شکل DNA به یک i-motif ، نمک های مس را در شرایط آزاد اکسیژن، به DNA اضافه کردند. با قرار گرفتن این ساختار در برابر اکسیژن موجود در هوا، این ساختار از حالت i-motif به یک ساختار سنجاق سری تغییر یافت. با افزودناسکوربات سدیمکهماده ای شبیه ویتامین C است، این شکل از حالت سنجاق سری به i-motif تغییر یافت و با استفاده از یکماده ی کیلیت کننده، به حالت قبل از تا خوردگی برگشت.

دکتر والر می گوید:

مفهوممطالعهاین است که اکنون ما نه تنها می توانیم شکل DNA را با تغییر PH، تغییر دهیم، بلکه می توانیم از نمک های مس و اکسیژن برای این کار استفاده کنیم. این مطالعه، می تواند کاربردهای مختلفی داشته باشد. تغیرات بالقوه در شکل مولکول DNA می تواند به عنوان کلیدهای روشن خاموش برای دروازه های محاسبات منطقی DNA استفاده شود. یافته های ما در نانوتکنولوژی یا در تغییر ویژگی های موادی مانند ژل ها نیز کاربرد دارند.