Perspectivas en biomedicina Acceso abierto

Abstracto

Desarrollo de la nanotecnología del ADN y sus aplicaciones en la medicina molecular y la biología

Chakraborty AK, Roy T y Mondal S

El ADN es un material hereditario con bloques de construcción simples y estables de fosfato-2'desoxirribosa-base nitrogenada orgánica con una estructura tridimensional única con emparejamiento AT-GC de dos hebras antiparalelas. El ADN en estado sólido o en solución es un buen portador de electrones y biocompatible con eficiencia de unión a muchas proteínas, moléculas orgánicas e iones metálicos. Con el advenimiento de la nanotecnología en nanopartículas de plata-oro y nanopartículas de carbono, el ADN se ha utilizado ahora como una buena fuente de material nanotecnológico. En la nanotecnología del ADN, las moléculas de ADN de Watson-Crick se organizan en una variedad de nanoestructuras en el rango de tamaño de 10-100 nm en condiciones físicas especiales debido a la atracción electrostática entre los electrones libres de azúcar y oxígeno de fosfato y nitrógeno básico. Sin embargo, diferentes extremos cohesivos o pegajosos o estructuras de bucle entre las hebras de grapas de oligonucleótidos han ayudado a hacer nanoestructuras de ADN tridimensionales con varias formas. La formación de uniones de vacaciones durante el cruce de cromosomas es la base de la nanotecnología del ADN, ya que la estructura de ADN tridimensional compactada millones de veces se hereda en el ADN mismo. Las teselas de ADN son unos pocos oligonucleótidos unidos por enlaces de hidrógeno que tienen un intercambio cruzado entre ellos en ambos extremos. El principio del origami de ADN es cuando un gran ADN circular monocatenario se cruza con cientos de hebras cortas de oligonucleótidos antisentido en diferentes posiciones dando lugar a diferentes formas. En principio, cuando se permite la formación de cristales de teselas de ADN u origami de ADN en una transición de 90 °C a 4 °C en presencia de 10-20 mM de MgCl2 _, se forman nanocristales de ADN. De este modo, el oro y la plata, así como muchos fármacos, se impregnaron en las nanojaulas de ADN que estaban dirigidas a muchos patógenos y células cancerosas. Este sistema de administración de nanofármacos cocristalizados también se ha integrado en la medicina molecular antisentido/ribozima/dicer. Recientemente, las aplicaciones de nanotecnología de ADN sólido que combinan ADN con proteínas o celulosa y se reticulan con estreptavidina-biotina se utilizan en tecnologías de nanochips, nanosensores y nanorobóticas.