Folosind o noua tehnică care combină măsurători la temperaturi joase şi calcule teoretice, oamenii de ştiinţă de la Hebrew University din Ierusalim au dezvăluit pentru prima dată structura electronică a unei molecule ADN, rezultat publicat în revista Nature Materials.
Cunoaşterea propietatilor electronice ale ADN-ului e o problemă importantă în multe domenii ştiinţifice, de la biochimie la nanotehnologie. Un exemplu este studiul defectelor produse de radiatia ultravioleta in moleculele ADN, care poate cauza generarea de radicali liberi (n.r. ioni care au electroni neimperechiati) si mutatii genetice in vivo.
În nano-bioelectronică, domeniu de studiu avansat al moleculelor biologice (petru producerea nanocircuitelor electrice, de exemplu), a fost avansată ipoteza că ADN-ul sau derivatele sale ar putea fi folosite ca fire moleculare conductive în realizarea reţelelor de calcul molecular, care sunt mai mici şi mai eficiente ca cele produse astăzi prin tehnologia cu silciu.
Informaţia acumulată în acest proiect, spun cercetătorii, poate fi de asemenea folosită în încercările curente de a dezvolta căi mai sofisticate, fiabile, rapide şi ieftine de a decodifica secvenţele umane de ADN.
În acest proiect, oamenii de ştiinţă au putut să decodeze structura electronică a ADN-ului şi să înţeleagă cum sunt distribuiţi electronii în diferite părţi ale spiralei sale duble, un rezultat care a fost urmărit de cercetători de mulţi ani, dar împiedicat până acum de probleme tehnice.
Oamenii de ştiinţă, atât experimentalisti cât şi teoreticieni, au lucrat cu molecule ADN lungi şi omogene, la temperaturi de -195 garde Celsius (77 Kelvin, temperatura azotului lichid), folosind un microscop cu tunelare (Scanning Tunneling Microscope sau STM) pentru a măsura curentul printr-o moleculă depusă pe un substrat de aur, relatează ScienceDaily.
Ulterior, prin metode de calcul teoretic bazat pe soluţii ale ecuatiilor cuantice, a fost obţinută structura electronică a ADN-ului corespunzătoare curentului măsurat. Aceste rezultate sugerează că unele părţi ale spiralei duble a ADN-ului contribuie la curgerea sarcinii electrice prin moleculă.
Programul de cercetare, publicat în revista Nature Materials, este rezultatul unei colaborări internaţionale, condus de Errez Shapir şi coordonat de Dr. Danny Porath de la Departamentul de Chimie Fizică şi Centrul de Nanostiinta şi Nanotehnologie la Hebrew University, şi de Dr. Rosa Di Felice de la Centrul S3 al INFM-CNR Modena, Italia. De asemenea au colaborat la proiect Prof. Alexander Kotlyar de la Universitatea din Tel Aviv, care a sintetizat moleculele, centrul de supercomputing CINECA din Italia, şi Prof. Gianaurelio Cuniberti de la Universitatea din Regensburg, Germania.
Sursa informatiei : Stiinta.info
