DNA başka bir elektronik özelliği ortaya çıkarıyor

Henüz kullanışlı bir anlamda mümkün olmayan DNA, moleküler elektronik devrelerin (en küçük ölçekte elektronik) omurgası olma potansiyeline sahiptir ve bu bilim insanı, yararlı doğrusal olmayan elektriksel özellikler ve anahtarlama davranışları bulmak için yapısını araştırıyor ve modifikasyonları test ediyor. .

Tokyo Enstitüsü'nde Teknoloji, bir ekip, '90-mer' (polimer gibi) olarak adlandırılan, 90 nükleotid uzunluğunda kısa bir DNA zincirini alışılmadık bir şekilde bağladı ve hem iletkenliği, hem de doğrusal olmayan bir özelliği ve kendi kendini onaran bir doğayı buldu.

Deney, altın prob ucu, altın substrat ve DNA ipliği içeren bir taramalı tünelleme mikroskobunu (STM) içerir.

Üniversiteye göre, bu tür şeritlere bakmanın genel yolu, mikroskop sondasının ucu ile alt tabaka arasında uzun bir mesafeden bir teli yakalamaktır ve bu, direncin uzunlukla birlikte pek fazla bir şey ölçülemeyecek kadar arttığını ortaya koymaktadır.

Tokyo ekibinin yaptığı şey, sahil boyunca ölçüm yapmak yerine sahil boyunca ölçüm yapmaktı.

DNA 90-mer'in çift sarmallı sarmalını oluşturan tek iplikçiklerin her birine kükürt atomlarını ayrı ayrı bağlayarak ipliğin bir ucunu 'yapışkan' hale getirdiler.

Kükürt altına bağlandıkça kükürt uçlu 90-merler bir uçtan alt tabakaya yapıştı (sol üstte).

Altın STM ucunu bağlı DNA'ya yaklaştırarak, bazen 90-mer'in tek iplikçiklerinden yalnızca birinin ucunu alıp diğer tek iplikçiği substrata yapışmış halde bırakabiliyorlardı (diyagram sağ). Bu, araştırmacıların ilk kez orta uzunlukta bir DNA zincirindeki elektriksel özellikleri ölçmesine olanak sağladı.

Araştırmacılara göre iletkenliğin yüksek olduğu ve teorik modellemenin molekülün etrafında serbestçe hareket eden delokalize π elektronlarından kaynaklandığı ortaya çıktı.

Probu alt tabakadan uzaklaştırdıklarında, mesafe-iletkenlik eğrisinde üniversite tarafından sağlanan grafikte ne yazık ki görülmesi zor bir bükülme buldular (sol) binlerce ölçüm üst üste bindirildiğinden. Birleşik kıvrımlar G/G'nin hemen altındaki koyu renkli bölgeyi oluşturur₀=0.002 iletkenlik ve ~0.1 nm'nin üzerinde yer değiştirme.

Nature Communications'da yayınlanan bir makalede ekibe göre "İzlerdeki tek plato ve ardından gelen iletkenlik bozulması, bu platoların DNA içeren tek moleküllü bağlantıya atfedildiğini gösteriyor."

Bu ve yüksek iletkenlik, artık süreçler üzerinde tam bir teorik bilgiye sahip olan araştırmacıları, bunun gelecekteki DNA için yararlı bir bilgi olduğu sonucuna götüren şeydir. devre tasarımcıların faydalanması.

Deneyler aynı zamanda, uçlar çekilirse DNA ipliğinin çözüleceğini ve ardından prob tekrar indiğinde artık hasar olmadan kendiliğinden yeniden bağlanacağını ortaya çıkardı; bu gerçekleşirken 90-mer bazı tuhaf özellikler sergiledi; Nature makalesinde anlatıldığı gibi olası bir mekanizma.

Son olarak, substrat bir tür 'yarı DNA' ipliği ile kaplanmışsa ve partner yarım iplikler prob ucu üzerinde biriktirilmişse, prob substrata yakın bir yere hareket ettirildiğinde kendiliğinden 90-mer DNA oluştu.

Bu son iki özellik, gelecekteki devrelerin ihtiyaç duyması durumunda güçlü bir kendi kendine montajın mümkün olduğunu göstermektedir.

Tüm ayrıntılar, Nature Communications'ın 'DNA fermuarı tarafından kendiliğinden onarılan tek moleküllü bağlantı' başlıklı makalesinde ödeme yapılmadan okunabilir.