Dynamika stanów molekuł DNA
W przypadku każdej ze struktur o wielkości w skali nanometrycznej ruch i zakłócenia termiczne w skali kilku pikoniutonów, bilionowej części niutona, mogą wywołać ogromne konsekwencje. Podczas finansowanego przez UE projektu FDBNSDNA (Force-dependent behaviour of non-standard DNA structures and their uses in artificial DNA machines and in genetic regulation) udało się potwierdzić wpływ warunków termicznych na struktury DNA. Badacze zwracali szczególną uwagę na nowo poznane, niestandardowe struktury DNA, szczególnie istotne dla ich oddziaływań z białkami regulatorowymi. Bazują one na strukturach poliguaninowych lub kompleksach G. Występują one powszechnie w regionie telomerów genomu człowieka, stanowią potencjalny materiał budulcowy przyszłych urządzeń w skali molekularnej oraz mają znaczenie biologiczne w starzeniu i jako cele leków. Badanie FDBNSDNA umożliwiło udoskonalenie projektu mikroskopu wysoce równoległej siły odśrodkowej, aby zbierać dane o ruchu, zwijaniu i rozwijaniu wielu struktur DNA jednocześnie. Cechy te są kluczowe dla oddziaływań molekularnych. Badacze zoptymalizowali też techniki przygotowywania próbek, aby w pełni wykorzystać potencjał mikroskopu. Zastosowania dogłębnej wiedzy o właściwościach fizycznych niestandardowych struktur DNA obejmują urządzenia w skali molekularnej i elektronikę. Właściwości fizyczne warunkują zdolność molekuł do oddziaływania. Regiony zawierające kompleksy G odgrywają rolę w chorobach związanych ze starzeniem, w tym nowotworach złośliwych, dlatego też wyniki projektu mogą mieć ogromne znaczenie dla opieki zdrowotnej.
Słowa kluczowe
Molekuły, FDBNSDNA, struktury DNA, kompleksy G, elektronika