Molekül-Größe Schalter konnte DNA-Maschinen steuern.

Köln – Ein Molekül Größe Schalter nur 50 Nanometer breiten können eines Tages mikroskopische Maschinen steuern und auch DNA Sequenzierung schneller, billiger und genauer machen könnte.

Fast jede Maschine hängt wechselt in dieses einschalten, oder dass aus. Und voll funktionsfähige Nano-Maschinen benötigen, Schalter, die genauso klein sind wie sie sind. Molekulare Schalter oder "Mol-Schalter" auch größere Geräte steuern könnte und sie könnten Informationen über die Nano-Welt zu abgelegenen, konventionell Größe Sensoren senden.

Diese kleinen Schalter, sagen Wissenschaftler an der University of Portsmouth, England, könnte auch eines Tages bilden die Grundlage für radikal kleinere elektronische Schaltungen und möglicherweise hilfreich für die schnellere und genauere DNA-Sequenzierung.

Wie es funktioniert

Dieser neue molekulare Schalter funktioniert durch Riss am Einzelstrang der DNA zu winzigen Metallschmelz [Abbildung] wackeln.

Ein Ende dieser Doppel-Helix-Ausrichtung ist auf einen winzigen Kanal in einem Mikrochip befestigt. Die DNA der andere Ende hat die Metall Perle befestigt. Das Metall Bead ist nur ein Mikrometer breit; Das ist ein Millionstel eines Meters oder etwa einem Fünfzigstel der Breite eines menschlichen Haares.

Die Perle ist paramagnetisch, was bedeutet, dass es wirkt, als ob es ein Magnet ist, wenn es in einem Magnetfeld bewegt wird. Infolgedessen wird die kleine Perle in Richtung Feld, verursacht den Strang aufzustehen gezogen.

Als nächstes ist ein Motor, der Rollen in der DNA Strang selbst hinzugefügt. Der Motor ist ein natürlich vorkommendes Protein – bezeichnet eine Einschränkung-Modifikation Enzym – und der Kraftstoff ist Adenosintriphosphat oder ATP, ein Molekül Zucker, Phosphat-und Adenin, die Energie, Muskeln und anderen biologischen Komponenten liefert. Das Protein bindet nur an bestimmten Stellen auf einen DNA-Strang.

DNA Rolle

Einige Hintergrundinformationen: alle DNA besteht aus vier Arten von Nukleotidbasen, A (Adenin), G (Guanin), C (Cytosin) und T (Thymin). Die Reihenfolge oder "Sequenz" dieser Basen bestimmt genetische Eigenschaften.

Der Motor Protein legen sich nur auf bestimmte Sequenzen von DNA-Basen, sagt Keith Firman, eine molekulare Biotechnologin an der University of Portsmouth, so dass Wissenschaftler zu kontrollieren die seiner Lage auf der DNA genau.

Wenn ATP Kraftstoff in der Umgebung des Schalters hinzugefügt wird, zieht der Motor die DNA, Schleifen die Reste unter ihm, bis es die Metall Perle erreicht, was in den Motor wie einem verknoteten Seil Verklemmen in eine Riemenscheibe rammt.

Als Kraftstoff der Motor ausgeht, es löst die DNA und das magnetische Feld zieht die DNA wieder straff.

Wie jedes magnetische Material wird die paramagnetische Wulst ein elektrisches Signal erzeugen, wenn es durch ein Magnetfeld bewegt. Um dieses winzige Signal zu erkennen, verstreut die Wissenschaftler "Hall-Effekt-Sensoren" in der Basis des Kanals, in denen die DNA angebunden ist.

"Sie haben einen Sensor unten wo die DNA ist," Firman erklärte, "und, dass der Sensor spürt elektrisch bewegten Magneten."

Steuersignal

Das Ergebnis ist eine mikroskopische Gerät das ein Schaltsignal Kontrolle versendet, wenn Kraftstoff hinzugefügt wird.

"Es ist ein Schalter, weil es durch den Kraftstoff für den Motor die ATP ist aktiviert wird," sagte Firman. "Wenn es aktiv ist wird es ein elektronisches Gerät einschalten und wenn diese Option nicht aktiviert wird es erlauben, wieder ausschalten."

Es ist auch möglich, sagte er, dass die Perle selbst gestaltet werden könnte, um den Materialfluss in Nano-Ventile zu steuern. Leitung der Umstieg auf den DNA-Strang, die Wulst nach unten bewegen, in ein Ventil ziehen würde die Strömung eines Fluids blockieren. Regie des Schalters zur Freigabe der DNS, so dass die Perlen auf das magnetische Feld gezogen werden könnten die Flüssigkeit wieder fließen.

• Galerie: Micromachines
• Der weltweit kleinste Motor
• Winzige Technologie um Sie herum
• Glow-in-the-Dark-Kreatur ermöglichen Einblicke in den menschlichen Körper
• Alles über Nanotechnologie