Wikimedia Commons, M Strong et al.Los avances en nanotecnolog\u00eda est\u00e1n allanando el camino para una variedad de \u00abinteligentes\u00bb; nanodispositivos, desde aquellos que buscan y matan c\u00e9lulas cancerosas hasta robots microsc\u00f3picos que construyen drogas de dise\u00f1o. En el impulso para crear tales dispositivos de tama\u00f1o nanom\u00e9trico, los investigadores han llegado a confiar en el ADN. Con solo unas pocas bases, el ADN puede no tener la complejidad de las prote\u00ednas basadas en amino\u00e1cidos, pero algunos cient\u00edficos encuentran atractivo este minimalismo.<\/p>\n
“Las reglas que gobiernan las interacciones del ADN son simples y f\u00e1ciles de controlar ,” explic\u00f3 Andrew Turberfield, un nanocient\u00edfico de la Universidad de Oxford. \u00abA se empareja con T, y C se empareja con G, y eso es b\u00e1sicamente todo\u00bb. Las opciones limitadas hacen que las nanom\u00e1quinas basadas en ADN sean m\u00e1s sencillas de dise\u00f1ar que las alternativas basadas en prote\u00ednas, se\u00f1al\u00f3, aunque podr\u00edan cumplir muchas de las mismas funciones. De hecho, la \u00faltima d\u00e9cada ha visto el desarrollo de una vertiginosa variedad de nanom\u00e1quinas basadas en ADN, incluidos caminantes de ADN,…<\/p>\n
Adem\u00e1s, al igual que las m\u00e1quinas basadas en prote\u00ednas, las nuevas tecnolog\u00edas se basan en los mismos componentes b\u00e1sicos. que utilizan las c\u00e9lulas. Como tal, las m\u00e1quinas de ADN aprovechan los procesos celulares naturales y funcionan felizmente con la c\u00e9lula, dijo Timothy Lu, bi\u00f3logo sint\u00e9tico del Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachusetts (MIT), lo que permite a los nanocient\u00edficos pensar en abordar problemas relacionados con las enfermedades humanas.<\/p>\n
Camine por la l\u00ednea<\/strong><\/p>\n Uno de los principales avances de la nanotecnolog\u00eda de ADN es el desarrollo de dispositivos min\u00fasculos nanomotores de ADN que pueden moverse por s\u00ed mismos. Dichos dispositivos de movimiento aut\u00f3nomo podr\u00edan potencialmente programarse para llevar medicamentos directamente a los tejidos objetivo, o servir como peque\u00f1as f\u00e1bricas mediante la construcci\u00f3n de productos como medicamentos de dise\u00f1o o incluso otras nanom\u00e1quinas.<\/p>\n Las nanom\u00e1quinas basadas en ADN se basan en ADN de cadena sencilla naturales tendencia a unir hebras con secuencias complementarias, configurando pistas de ADN para servir como puntos de apoyo para los pies monocatenarios de los caminantes de ADN. En 2009, el equipo de Nadrian Seemans de la Universidad de Nueva York construy\u00f3 un diminuto andador de ADN compuesto por dos patas que se mov\u00edan como un gusano de una pulgada a lo largo de una ruta de ADN de 49 nan\u00f3metros de largo. <\/p>\n Pero para dirigir drogas o ensamblar productos \u00fatiles, los investigadores necesitan nanom\u00e1quinas de ADN para hacer algo m\u00e1s que avanzar a ciegas. En 2010, Seeman cre\u00f3 un andador de ADN que sirvi\u00f3 como una l\u00ednea de ensamblaje a nanoescala para construir diferentes productos. En este sistema, un caminante de ADN de seis brazos con forma de estrella de mar dio un salto mortal a lo largo de una pista de ADN, pasando por tres estaciones de paso de ADN, cada una de las cuales proporcion\u00f3 un tipo diferente de part\u00edcula de oro. Los investigadores podr\u00edan cambiar las conformaciones de las estaciones de carga para llevar las part\u00edculas de oro al alcance de los robots, lo que les permitir\u00eda recogerlas o alejarlas para que el robot simplemente las pasara.<\/p>\n Es an\u00e1logo. al chasis de un autom\u00f3vil que baja por una l\u00ednea de ensamblaje, explic\u00f3 Seeman. El caminante no pod\u00eda recoger nada, cualquiera de tres cargas diferentes, dos de tres diferentes, o las tres cargas, dijo un total de 8 productos diferentes.<\/p>\n Y el a\u00f1o pasado, Oxfords Turberfield agreg\u00f3 otra capacidad a la Caja de herramientas de DNA walker: navegar por caminos divergentes. Turberfield y sus colegas crearon un nanomotor de ADN que podr\u00eda programarse para elegir uno de los cuatro destinos a trav\u00e9s de una pista de ADN ramificado. La pista en s\u00ed pod\u00eda programarse para guiar al nanomotor y, en la versi\u00f3n m\u00e1s sofisticada del sistema, la nanom\u00e1quina de Turberfield llevaba sus propias instrucciones para determinar la ruta.<\/p>\n A continuaci\u00f3n, Turberfield espera que el proceso sea m\u00e1s r\u00e1pido y sencillo. para que el nanomotor se pueda aprovechar para construir una biomol\u00e9cula. La idea que persegu\u00edamos es que cuando da un paso, acopla ese paso a una reacci\u00f3n qu\u00edmica, explic\u00f3. Esto permitir\u00eda que un nanomotor de ADN uniera un pol\u00edmero, tal vez como un m\u00e9todo para construir medicamentos con fines m\u00e9dicos, agreg\u00f3.<\/p>\n Biodetecci\u00f3n basada en ADN<\/strong><\/p>\n La flexibilidad y la simplicidad del ADN tambi\u00e9n se han aprovechado para crear un biosensor de f\u00e1cil regeneraci\u00f3n. El qu\u00edmico Weihong Tan de la Universidad de Florida se dio cuenta de que el ADN podr\u00eda usarse para crear un sensor capaz de cambiar f\u00e1cilmente de su estado encendido a su estado apagado. Como prueba de principio, Tan y su equipo dise\u00f1aron interruptores de biosensores uniendo cuentas de plata conjugadas con tinte a hebras de ADN y clavando las hebras en una superficie de oro. En el estado apagado, los interruptores son empujados hacia arriba por hebras de ADN adicionales que se pliegan alrededor de ellos, manteniendo las perlas de plata alejadas de la superficie dorada. Estas hebras de retenci\u00f3n adicionales est\u00e1n dise\u00f1adas para unirse a la mol\u00e9cula objetivo, en este caso, ATP, de modo que agregar el objetivo al sistema aleja las hebras de soporte de los interruptores de ADN. Esto permite que el interruptor se pliegue, acercando la perla de plata a unos pocos nan\u00f3metros de la superficie de oro y creando un punto de acceso para la espectroscopia Raman en el estado de encendido.<\/p>\n Trabajo previo sobre la creaci\u00f3n de biosensores basados en la espectroscopia Raman, que mide el cambio en la energ\u00eda de un rayo l\u00e1ser despu\u00e9s de su dispersi\u00f3n por mol\u00e9culas individuales, cre\u00f3 puntos cr\u00edticos irreversibles. Pero Tan puede eliminar el ATP y agregar m\u00e1s hebras de soporte para preparar f\u00e1cilmente su sensor para otra ronda de detecci\u00f3n, convirti\u00e9ndolo en una tecnolog\u00eda reutilizable.<\/p>\n Aunque su sensor est\u00e1 en sus primeras etapas, Tan prev\u00e9 dise\u00f1ar biosensores para aplicaciones m\u00e9dicas como la detecci\u00f3n de biomarcadores de c\u00e1ncer. Mediante el uso de cadenas de detecci\u00f3n que se unen directamente a un biomarcador de c\u00e1ncer espec\u00edfico, los biosensores basados en la estrategia Tans podr\u00edan detectar con sensibilidad signos de c\u00e1ncer sin necesidad de marcarlos previamente con radion\u00faclidos o colorantes fluorescentes, se\u00f1al\u00f3.<\/p>\n Computaci\u00f3n con ADN<\/strong><\/p>\n Otro uso potencial del ADN es el almacenamiento de datos y la computaci\u00f3n, y los investigadores han demostrado recientemente la capacidad de las mol\u00e9culas para almacenar y transmitir informaci\u00f3n. Investigadores de la Universidad de Harvard incorporaron recientemente una impresionante densidad de informaci\u00f3n en el ADN, m\u00e1s de 5 petabits (1000 terabits) de datos por mil\u00edmetro c\u00fabico de ADN, y otros cient\u00edficos esperan aprovechar la capacidad del ADN para codificar instrucciones para activar y desactivar genes y crear ADN completo. computaci\u00f3n basada en el ADN.<\/p>\n Aunque es poco probable que la computaci\u00f3n basada en el ADN llegue a ser tan r\u00e1pida como los chips basados en silicio en nuestras computadoras port\u00e1tiles y tel\u00e9fonos inteligentes, el ADN nos permite llevar la computaci\u00f3n a otros \u00e1mbitos donde la computaci\u00f3n basada en el silicio la computaci\u00f3n no funcionar\u00e1, dijo Lu, del MIT, como c\u00e9lulas vivas.<\/p>\n En su \u00faltimo proyecto, publicado el mes pasado (10 de febrero) en Nature Biotechnology<\/em>, Lu y sus colegas usaron c\u00e9lulas de Escherichia coli<\/em> para dise\u00f1ar circuitos l\u00f3gicos basados en c\u00e9lulas que recuerdan qu\u00e9 funciones han realizado mediante la alteraci\u00f3n permanente de las secuencias de ADN. El sistema se basa en recombinasas de ADN que pueden cambiar la direcci\u00f3n de los promotores o terminadores transcripcionales colocados frente a un gen de prote\u00edna fluorescente verde (GFP). Voltear un promotor que mira hacia atr\u00e1s puede activar la expresi\u00f3n GFP, por ejemplo, al igual que invertir un terminador que mira hacia adelante. Por el contrario, invertir un promotor orientado hacia adelante o un terminador orientado hacia atr\u00e1s puede bloquear la expresi\u00f3n de GFP. Mediante el uso de secuencias diana exclusivas de dos recombinasas de ADN diferentes, Lu pudo controlar qu\u00e9 promotores o terminadores se invert\u00edan. Al cambiar el n\u00famero y la direcci\u00f3n de los promotores y terminadores, as\u00ed como cambiar las secuencias diana de la recombinasa que flanqueaban cada elemento gen\u00e9tico, Lu y su equipo indujeron a las c\u00e9lulas bacterianas a realizar funciones l\u00f3gicas b\u00e1sicas, como AND y OR.<\/p>\n Es importante destacar que, debido a que las recombinasas alteran permanentemente la secuencia de ADN de las bacterias, las c\u00e9lulas recuerdan las funciones l\u00f3gicas que han completado incluso despu\u00e9s de que las entradas hayan pasado hace mucho tiempo y hayan pasado 90 divisiones celulares. Lu ya prev\u00e9 aplicaciones m\u00e9dicas basadas en un sistema de este tipo. Por ejemplo, especul\u00f3 que las c\u00e9lulas bacterianas podr\u00edan programarse para se\u00f1alar la existencia de peque\u00f1as hemorragias intestinales que pueden indicar c\u00e1ncer intestinal al expresar un tinte en respuesta a las heces con sangre. Una herramienta de diagn\u00f3stico de este tipo podr\u00eda dise\u00f1arse en forma de una p\u00edldora probi\u00f3tica, dijo, reemplazando procedimientos m\u00e1s invasivos.<\/p>\n Las aplicaciones basadas en estos estudios a\u00fan est\u00e1n a a\u00f1os de llegar a la cabecera del paciente o al mercado comercial, pero los investigadores est\u00e1n optimista. [Es] cada vez m\u00e1s posible construir cosas m\u00e1s sofisticadas a escala nanom\u00e9trica, dijo Turberfield. Est\u00e1bamos en etapas muy tempranas, pero est\u00e1bamos tanteando nuestro camino.<\/p>\n Reciba acceso completo a m\u00e1s de 35 a\u00f1os de archivos<\/strong>, as\u00ed como a TS Digest<\/em><\/strong>, ediciones digitales de El cient\u00edfico<\/em><\/strong>, art\u00edculos destacados<\/strong> \u00a1y mucho m\u00e1s!\u00danase gratis hoy \u00bfYa es miembro?Inicie sesi\u00f3n aqu\u00ed<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Wikimedia Commons, M Strong et al.Los avances en nanotecnolog\u00eda est\u00e1n allanando el camino para una variedad de \u00abinteligentes\u00bb; nanodispositivos, desde aquellos que buscan y matan c\u00e9lulas cancerosas hasta robots microsc\u00f3picos que construyen drogas de dise\u00f1o. En el impulso para crear tales dispositivos de tama\u00f1o nanom\u00e9trico, los investigadores han llegado a confiar en el ADN. Con … Continuar leyendo \u00abM\u00e1quinas de ADN poco a poco\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-34537","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/34537","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=34537"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/34537\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=34537"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=34537"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=34537"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}\u00bfInteresado en leer m\u00e1s?<\/h2>\n
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