डीएनए-मेटल डबल हेलिक्स: अत्यधिक संगठित पैलेडियम नैनोवायर के लिए सुपरमॉलेक्यूलर टेम्पलेट के रूप में सिंगल-स्ट्रैंडेड डीएनए

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सार:
नैनोवायर भविष्य के नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स, सेंसर और नैनोमेडिसिन के लिए महत्वपूर्ण घटक हैं। आवश्यक जटिलता प्राप्त करने के लिए, परमाणु स्तर पर धातु श्रृंखलाओं की स्थिति और वृद्धि को नियंत्रित करना आवश्यक है। एंजवेन्टे केमी पत्रिका में, एक शोध दल ने एक नया दृष्टिकोण पेश किया है जो सटीक रूप से नियंत्रित, पेचदार, पैलेडियम-डीएनए सिस्टम उत्पन्न करता है जो डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु में प्राकृतिक आधार जोड़े के संगठन की नकल करता है।

डीएनए-मेटल डबल हेलिक्स: अत्यधिक संगठित पैलेडियम नैनोवायर के लिए एकल-फंसे डीएनए को सुपरमॉलेक्यूलर टेम्पलेट के रूप में

हीडलबर्ग, जर्मनी | 26 मार्च, 2021 को पोस्ट किया गया

मिगुएल ए गैलिंडो के नेतृत्व में यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका की एक टीम ने अब पैलेडियम आयनों की व्यक्तिगत, निरंतर श्रृंखलाओं के उत्पादन के लिए एक शानदार विधि विकसित की है। यह प्रक्रिया एक विशेष पैलेडियम कॉम्प्लेक्स और एकल-फंसे डीएनए अणुओं की स्व-संगठित असेंबली पर आधारित है।

हाल के वर्षों में, डीएनए नैनोविज्ञान और नैनोटेक्नोलॉजी के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण बन गया है, विशेष रूप से उपयोग किए गए डीएनए के आधार अनुक्रम के माध्यम से परिणामी संरचनाओं को "प्रोग्रामिंग" करने की संभावना के कारण। डीएनए संरचनाओं में धातुओं का समावेश उन्हें चालकता, उत्प्रेरक गतिविधि, चुंबकत्व और फोटोएक्टिविटी जैसे गुण प्रदान कर सकता है।

हालाँकि, डीएनए अणुओं में धातु आयनों को व्यवस्थित करना मामूली बात नहीं है क्योंकि धातु आयन कई अलग-अलग साइटों से जुड़ सकते हैं। गैलिंडो की टीम ने विशिष्ट स्थलों पर पैलेडियम आयनों के बंधन को नियंत्रित करने के लिए एक स्मार्ट विधि विकसित की। वे एक विशेष रूप से निर्मित पैलेडियम कॉम्प्लेक्स का उपयोग करते हैं जो डीएनए के एक स्ट्रैंड में प्राकृतिक एडेनिन बेस के साथ बेस जोड़े बना सकता है। इस परिसर में लिगैंड एक सपाट, सुगंधित रिंग प्रणाली है जो पैलेडियम आयन पर उपलब्ध चार बाध्यकारी स्थितियों में से तीन को पकड़ लेती है। पैलेडियम की चौथी स्थिति तब एडेनिन में एक बहुत विशिष्ट नाइट्रोजन परमाणु से जुड़ने के लिए उपलब्ध होती है। लिगैंड में ऑक्सीजन परमाणु भी होते हैं जो एडेनिन के पड़ोसी NH(2) समूह के साथ हाइड्रोजन बंधन बनाने में सक्षम होते हैं। यह बाइंडिंग पैटर्न बिल्कुल वॉटसन-क्रिक बेस पेयरिंग से मेल खाता है, लेकिन अब पैलेडियम आयन द्वारा मध्यस्थ है, जो इसे प्राकृतिक वॉटसन-क्रिक पेयरिंग की तुलना में काफी मजबूत बनाता है।

यदि विशेष रूप से एडेनिन आधारों से बने डीएनए स्ट्रैंड का उपयोग किया जाता है, तो एक पैलेडियम कॉम्प्लेक्स प्रत्येक एडेनिन से जुड़ जाता है। फ्लैट लिगेंड प्राकृतिक आधारों की तरह ही खुद को कॉपलानर स्टैक में इकट्ठा करते हैं। इसके परिणामस्वरूप डीएनए और पैलेडियम कॉम्प्लेक्स से बना एक डबल स्ट्रैंड बनता है जो प्राकृतिक डीएनए डबल हेलिक्स से मेल खाता है जिसमें एक स्ट्रैंड को निरंतर पैलेडियम कॉम्प्लेक्स के सुपरमॉलेक्यूलर स्टैक द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है।

हालाँकि टीम ने अभी तक इन प्रणालियों के प्रवाहकीय गुणों का प्रदर्शन नहीं किया है, लेकिन यह अनुमान लगाया जा सकता है कि इन धातु आयनों की सही कमी से अत्यधिक नियंत्रित संरचना के साथ एक प्रवाहकीय नैनोवायर का निर्माण हो सकता है। अनुसंधान समूह वर्तमान में इस लाइन के साथ-साथ लिगैंड के संशोधन पर भी काम कर रहा है, जो सिस्टम को नए गुण भी प्रदान कर सकता है।

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लेखक के बारे में

मिगुएल ए. गैलिंडो ग्रेनाडा विश्वविद्यालय में एसोसिएट प्रोफेसर हैं, जो नई धातु-डीएनए प्रणालियों के अध्ययन पर ध्यान देने के साथ जैव-अकार्बनिक रसायन विज्ञान के क्षेत्र पर शोध करते हैं।

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संपर्क:
मारियो मुलर

मिगुएल ए गैलिंडो

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