p DNA é a essência da vida, mas também é matéria de nanotecnologia. Como as moléculas de DNA com estruturas químicas complementares se reconhecem e se ligam umas às outras, fitas de DNA podem se encaixar como blocos de Lego para fazer objetos em nanoescala de forma e estrutura complexas. p Mas os pesquisadores precisam trabalhar com montagens muito maiores de DNA para realizar um objetivo principal:construir dispositivos duráveis ​​em miniatura, como biossensores e recipientes de entrega de drogas. Isso tem sido difícil porque as cadeias longas de DNA são flexíveis e o método padrão de montagem de cadeias longas está sujeito a erros.

p Usando uma proteína de ligação ao DNA chamada RecA como um tipo de vergalhão em nanoescala, ou barra de reforço, para apoiar a estrutura flexível de DNA, pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) construíram vários dos maiores retangulares, formas lineares e outras já montadas a partir do DNA. As estruturas podem ser duas a três vezes maiores do que aquelas construídas usando técnicas padrão de automontagem de DNA.

p Além disso, porque o novo método requer menos peças quimicamente distintas para construir estruturas organizadas do que a técnica padrão, conhecido como origami de DNA, é provável que reduza o número de erros na construção das formas. Isso é uma grande vantagem para o esforço de produzir dispositivos baseados em DNA confiáveis ​​em grandes quantidades, disse o pesquisador do NIST, Alex Liddle.

p Embora a capacidade do RecA de se ligar ao DNA de fita dupla seja conhecida há anos, a equipe do NIST é a primeira a integrar os filamentos dessa proteína na montagem das estruturas de DNA. A adição de RecA oferece uma vantagem particular:uma vez que uma unidade da proteína se liga a um pequeno segmento de DNA de fita dupla, ele atrai automaticamente outras unidades para se alinharem ao lado dele, da mesma forma que os ímãs em barra se unem de ponta a ponta. Como tijolos que preenchem uma base, RecA reveste todo o comprimento da fita de DNA, alongamento, ampliando e fortalecendo-o. Um disquete, Uma fita de DNA de 2 nanômetros de largura pode se transformar em uma estrutura rígida com mais de quatro vezes mais largura.

p "O método RecA estende muito a capacidade dos métodos de automontagem de DNA de construir estruturas maiores e mais sofisticadas, "disse Daniel Schiffels do NIST.

p Schiffels, Liddle e sua colega Veronika Szalai descrevem seu trabalho em um artigo recente em ACS Nano .

p O novo método incorpora a técnica de origami de DNA e vai além dela, de acordo com Liddle. No origami de DNA, fitas curtas de DNA que têm uma sequência específica de quatro pares de bases são usadas como grampos para unir longas seções de DNA. Para tornar o esqueleto de DNA magro mais forte e mais grosso, o fio pode dar voltas sobre si mesmo, rapidamente usando a longa corda.

p Se origami de DNA tem tudo a ver com dobrar, Liddle comparou o novo método de sua equipe à construção de uma sala, começando com uma planta baixa. A localização do curta, pedaços de DNA de fita simples que agem como grampos marcam os cantos da sala. Entre os cantos encontra-se um longo, pedaço magro de DNA de fita simples. A enzima DNA polimerase transforma uma seção do longo pedaço de DNA de fita simples na versão de fita dupla da molécula, uma etapa necessária porque RecA só se liga fortemente ao DNA de fita dupla. Em seguida, RecA monta ao longo de toda a fita dupla, reforçando a estrutura do DNA e limitando a necessidade de grampos extras para manter sua forma.

p Com menos grampos necessários, o método RecA é provavelmente capaz de construir estruturas organizadas com menos erros do que o origami de DNA, Liddle disse.