O moleculă „vedetă“

În urmă cu mai bine de o jumătate de veac (1953), trei britanici, Watson, Crick şi Franklin, au reuşit să descifreze structura moleculară a ADN-ului (acidul dezoxiribonucleic), purtătorul informaţiei genetice. De atunci şi până acum, ADN-ul a rămas o vedetă de prim rang a cercetării biologice.

Păstrătoare a patrimoniului genetic, această faimoasă moleculă, care poate atinge mai mulţi centimetri în lungime, dar numai un nanometru ca lăţime, conţine codul genetic transmis din generaţie în generaţie, la toate vieţuitoarele, începând cu viruşii şi terminând cu oamenii.

Informaţiile privitoare la calităţile biologice şi genetice ale ADN-ului s-au acumulat într-o cantitate impresionantă şi continuă să preocupe pe geneticieni şi pe medici deopotrivă.

Iată că informaţii de ultimă oră ne prezintă surprinzătoarele calităţi fizice ale acestei molecule care poate fi utilizată ca şi... material de construcţie! Este vorba însă de construcţii cu ajutorul cărora se realizează nanocircuite, ţesături sau nanoroboţi care nu au nimic în comun cu viul.

Cercetătorii au apelat la această megamoleculă, făcută din sute de milioane de atomi, deoarece, cu mijloacele ştiinţifice actuale, o astfel de moleculă nu poate fi sintetizată pornindu-se de la un element de bază. În schimb, ea se găseşte în natură în cantitate foarte mare, este stabilă şi poate fi prelucrată.

Un fir de ADN se prezintă ca un lanţ lung de mici molecule numite nucleotide. Acestea sunt adenina (A), citozina (C), timina (T), şi guanina (G). Astfel, un fir de ADN este asemănător unui cuvânt foarte lung, format dintr-o succesiune a celor patru litere, succesiune care este proprie fiecărui organism viu. Puţini ştiu că ADN-ul unei celule umane, dacă ar fi desfăşurat, ar avea un metru şi jumătate lungime!

Specialiştii în biologie moleculară reuşesc, în ultimii ani, să realizeze lanţuri de diferite lungimi, combinând fracţiuni ale moleculelor de ADN de origine virală. Astfel, este utilizat frecvent virusul M 13, al cărui ADN cuprinde 9.000 de "litere", care pot fi secţionate cu ajutorul unor fermenţi şi reasamblate după dorinţă.

Vă veţi întreba, desigur, la ce poate servi acest joc ciudat. Răspunsul este prompt: se pot realiza o multitudine de "obiecte" cu rol de suport pentru medicamente sau pentru fixarea unor molecule poluante. S-au realizat de asemenea "covoraşe" de 100-150 nanometri pe care s-au fixat nanotranzistori.

Deoarece ADN-ul are o capacitate remarcabilă de a se plia, fizicienii au realizat forme geometrice extrem de variate şi chiar au reuşit să formeze literele ADN din aceste segmente de acid nucleic.

O altă utilizare revoluţionară pe baza nanotehnologiei cu ADN este aceea de a realiza un calculator care să funcţioneze fără electricitate, doar pe baza capacităţii acestei molecule de a se plia după o ordine prestabilită. La acest proiect lucrează deja un colectiv al Institutului Tehnologic din Pasadena, California, care a primit anul trecut 10 milioane de dolari pentru cercetări în acest domeniu.