Usando ADN para sintetizar nanoestructuras de oro

Imagina una pajarería en la que venden pequeños pájaros cantores. Cubriendo completamente una pared hay una estantería formada por pequeñas jaulas en las que, en cada una, hay un pajarito. Bien, llamemos a este tipo de estantería de jaulas clatrato.

En realidad un clatrato es una mezcla sólida en la que las sustancias no se mezclan de cualquier manera, sino que una de ellas forma una estructura tridimensional con huecos (poros) y el otro compuesto químico se queda “encerrado” en esos huecos.

Estructura del llamado clatrato II, una de las resultantes de este estudio.

Un grupo de investigadores encabezado por Haixin Lin (Northwestern University) y Sangmin Lee (University of Michigan) ha construido una familia de clatratos increíble y con unas posibilidades asombrosas. Lo primero porque no se trata de sólidos, sino de coloides (como la gelatina). Han empleado nanopartículas bipiramidales de oro y ADN, sí ADN, esa molécula que contiene nuestra información genética, para crear centenares de análogos a clatratos poliédricos de poros abiertos de una complejidad estructural extraordinaria.

El ADN es conocido como el depositario de la información genética, el registro donde está escrito cómo construir un ser vivo completo. Esta información está codificada como pares de cuatro tipos diferentes de compuestos químicos (bases) y permite la síntesis de proteínas y, partir de éstas, todo lo demás. Desde hace algunos años se viene empleando esta idea y el propio ADN en aspectos tan alejados aparentemente de la biología como la computación y la síntesis de nanomateriales. Estos “cristales de catrato coloidades” (por llamarlos de alguna forma) multiplican las posibilidades de las metodologías que usan el ADN para la síntesis programada de materiales.

Simulación por ordenador de la celdilla unidad del clatrato II

En el proceso de síntesis se parte de cristales de oro de 250 nanómetros que se mantienen en una suspensión coloidal a la que se añade ADN artificial. Las hebras de ADN se adhieren a las partículas de oro y las colocan en una determinada posición durante el proceso de autoensamblado. Dependiendo de la longitud de las secuencias de ADN y las disposición de los pares de bases, se forman de esta manera distintas estructuras tridimensionales. Dicho de otra manera, programando la secuencia de ADN se puede determinar la estructura cristalina de una manera muy precisa.

Si bien en estas primeras pruebas las estructuras no son mayores que unas pocas celdillas unidad, las aplicaciones previsibles son de una gran importancia. Desde sensores para determinadas proteínas o virus, hasta la síntesis de materiales de unas propiedades tales que no se pueden conseguir de otra manera.

Referencia:

Haixin Lin,Sangmin Lee et al (2017) Clathrate colloidal crystals Science doi: 10.1126/science.aal3919

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

1 Comentario

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Cómo sintetizar casi cualquier biomaterial usando ADN - Cuaderno de Cultura Científica

[…] usar como molde para algunas aplicaciones diferentes a las biológicas, no es tan popular, pero tampoco debería resultar extraño a los lectores de esta […]

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