تقنية النانو الحمض النووي

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 12 صور
الموسوعة الحرة

تتضمن تقنية النانو القائمة على الحمض النووي تشكيل هياكل نانوية اصطناعية مصممة من الأحماض النووية ، مثل هذا الهيكل الرباعي الأوجه المصنوع من الحمض النووي . [ 1 ] كل حافة من حواف الهيكل الرباعي الأوجه عبارة عن حلزون مزدوج من الحمض النووي مكون من 20 زوجًا من القواعد ، وكل رأس عبارة عن وصلة ثلاثية الأذرع. يتم ترميز خيوط الحمض النووي الأربعة التي تشكل الأوجه الأربعة للهيكل الرباعي الأوجه بالألوان.

تقنية النانو الحمض النووي هي تصميم وتصنيع هياكل اصطناعية من الأحماض النووية لأغراض تكنولوجية. في هذا المجال، تُستخدم الأحماض النووية كمواد هندسية غير بيولوجية لتقنية النانو، بدلاً من استخدامها كناقلات للمعلومات الوراثية في الخلايا الحية. وقد ابتكر الباحثون في هذا المجال هياكل ثابتة، مثل الشبكات البلورية ثنائية وثلاثية الأبعاد ، والأنابيب النانوية ، والمجسمات متعددة الأوجه ، وأشكال هندسية متنوعة، بالإضافة إلى أجهزة وظيفية، مثل الآلات الجزيئية وحواسيب الحمض النووي . بدأ استخدام هذا المجال كأداة لحل مشكلات العلوم الأساسية في البيولوجيا التركيبية والفيزياء الحيوية ، بما في ذلك تطبيقات في علم البلورات بالأشعة السينية وطيف الرنين المغناطيسي النووي للبروتينات لتحديد بنيتها. كما يجري البحث في تطبيقات محتملة في الإلكترونيات على المستوى الجزيئي والطب النانوي .

وضع نادريان سيمان الأسس المفاهيمية لتقنية النانو القائمة على الحمض النووي في أوائل ثمانينيات القرن الماضي، وبدأ هذا المجال يجذب اهتمامًا واسع النطاق في منتصف العقد الأول من الألفية الثانية. ويُمكن استخدام الأحماض النووية في هذا المجال بفضل قواعد اقتران القواعد الصارمة ، التي تجعل أجزاءً فقط من السلاسل ذات التسلسلات القاعدية المتكاملة ترتبط معًا لتشكيل هياكل حلزونية مزدوجة قوية وصلبة . ويتيح ذلك التصميم العقلاني لتسلسلات القواعد التي تتجمع بشكل انتقائي لتشكيل هياكل مستهدفة معقدة ذات خصائص نانوية مضبوطة بدقة . وتُستخدم عدة طرق للتجميع لإنشاء هذه الهياكل، بما في ذلك الهياكل القائمة على البلاطات التي تتجمع من هياكل أصغر، وهياكل الطي باستخدام طريقة أوريغامي الحمض النووي ، والهياكل القابلة لإعادة التشكيل ديناميكيًا باستخدام طرق إزاحة السلاسل. ويشير اسم المجال تحديدًا إلى الحمض النووي ، ولكن تم استخدام المبادئ نفسها مع أنواع أخرى من الأحماض النووية أيضًا، مما أدى إلى استخدام الاسم البديل أحيانًا وهو تقنية النانو القائمة على الأحماض النووية .

تاريخ

وضع نادريان سيمان الأسس المفاهيمية لتقنية النانو القائمة على الحمض النووي في أوائل ثمانينيات القرن العشرين. [ 2 ] كان دافع سيمان الأساسي هو ابتكار شبكة ثلاثية الأبعاد من الحمض النووي لتوجيه الجزيئات الكبيرة الأخرى، مما يُسهّل دراستها البلورية من خلال الاستغناء عن عملية الحصول على بلورات نقية. يُقال إن هذه الفكرة راودته في أواخر عام 1980، بعد أن لاحظ التشابه بين لوحة "العمق" للفنان إم سي إيشر ومجموعة من وصلات الحمض النووي سداسية الأذرع. [ 3 ] [ 4 ] كانت العديد من تراكيب الحمض النووي المتفرعة الطبيعية معروفة آنذاك، بما في ذلك شوكة تضاعف الحمض النووي ووصلة هوليداي المتحركة ، لكن رؤية سيمان تمثلت في إمكانية إنشاء وصلات غير متحركة للأحماض النووية من خلال تصميم تسلسلات السلاسل بشكل مناسب لإزالة التناظر في الجزيء المُجمّع، وأن هذه الوصلات غير المتحركة يُمكن من حيث المبدأ دمجها في شبكات بلورية صلبة. نُشرت أول ورقة بحثية نظرية تقترح هذا المخطط في عام 1982، ونُشرت أول تجربة عملية لإثبات وجود وصلة DNA ثابتة في العام التالي. [ 5 ] [ 6 ]

يقال إن لوحة "العمق " (في الصورة) للفنان إم سي إيشر ألهمت نادريان سيمان للتفكير في استخدام شبكات ثلاثية الأبعاد من الحمض النووي لتوجيه الجزيئات التي يصعب بلورتها. وقد أدى ذلك إلى بداية مجال تقنية النانو للحمض النووي.

في عام ١٩٩١، نشر مختبر سيمان تقريرًا عن تركيب مكعب مصنوع من الحمض النووي، وهو أول بنية نانوية ثلاثية الأبعاد اصطناعية من الأحماض النووية، والذي نال عنه جائزة فاينمان في تقنية النانو عام ١٩٩٥. تبع ذلك تصنيع ثماني السطوح مُقتطع من الحمض النووي . وسرعان ما اتضح أن هذه البنى، وهي أشكال مضلعة ذات وصلات مرنة عند رؤوسها ، لم تكن صلبة بما يكفي لتشكيل شبكات ثلاثية الأبعاد ممتدة. طوّر سيمان النمط البنيوي الأكثر صلابة، وهو نمط التقاطع المزدوج (DX) ، وفي عام ١٩٩٨، بالتعاون مع إريك وينفري ، نشرا ابتكار شبكات ثنائية الأبعاد من بلاطات DX. [ 3 ] [ 2 ] [ 7 ] تميزت هذه الهياكل القائمة على البلاطات بقدرتها على تطبيق الحوسبة باستخدام الحمض النووي، وهو ما أثبته وينفري وبول روثيموند في بحثهما المنشور عام 2004 حول التجميع الذاتي الخوارزمي لهيكل سيربينسكي، والذي نالا عنه جائزة فاينمان في تقنية النانو عام 2006. تمثلت الفكرة الرئيسية لوينفري في إمكانية استخدام بلاطات DX كبلاطات وانغ ، مما يعني أن تجميعها قادر على إجراء العمليات الحسابية. [ 2 ] نُشرت أخيرًا عملية تركيب شبكة ثلاثية الأبعاد بواسطة سيمان عام 2009، بعد ما يقرب من ثلاثين عامًا من سعيه لتحقيق ذلك. [ 8 ]

استمر اكتشاف قدرات جديدة لهياكل الحمض النووي المصممة طوال العقد الأول من الألفية الثانية. في عام 1999، عرض سيمان أول آلة نانوية للحمض النووي - وهي وحدة بنائية تغير بنيتها استجابةً لمدخلات معينة. وفي عام 2000 ، عرض برنارد يورك نظامًا مُحسَّنًا، كان أول جهاز حمض نووي يستخدم إزاحة الشريط بوساطة منطقة الارتباط. [ 9 ] تمثلت الخطوة التالية في ترجمة ذلك إلى حركة ميكانيكية، وفي عامي 2004 و2005، عرضت مجموعات سيمان، ونيلز بيرس ، وأندرو توربرفيلد ، وتشنغدي ماو العديد من أنظمة المشي بالحمض النووي . [ 10 ] أما فكرة استخدام مصفوفات الحمض النووي كقوالب لتجميع جزيئات أخرى مثل الجسيمات النانوية والبروتينات، والتي اقترحها بروش روبنسون وسيمان لأول مرة عام 1987، [ 11 ] فقد تم عرضها في عام 2002 من قبل سيمان، وكيهل وآخرون [ 12 ] ، ثم من قبل العديد من المجموعات الأخرى.

في عام 2006، كان روثيموند أول من أثبت طريقة طي الحمض النووي (DNA origami) لتشكيل هياكل الحمض النووي المطوية بسهولة وثبات، ذات أشكال عشوائية. وقد تصور روثيموند هذه الطريقة كحلقة وصل بين شبكات DX لسيمان، التي تستخدم العديد من الخيوط القصيرة، وهيكل الحمض النووي الثماني الأوجه لويليام شيه ، الذي يتكون في معظمه من خيط واحد طويل جدًا. يحتوي طي الحمض النووي لروثيموند على خيط طويل، ويتم طيه بمساعدة عدة خيوط قصيرة. وقد سمحت هذه الطريقة بتشكيل هياكل أكبر بكثير مما كان ممكنًا سابقًا، وهي أقل تعقيدًا من الناحية التقنية في التصميم والتصنيع. [ 7 ] تصدرت قصة طي الحمض النووي غلاف مجلة Nature في 15 مارس 2006. [ 13 ] أعقب بحث روثيموند الذي أظهر هياكل الحمض النووي ثنائية الأبعاد، عرض دوغلاس وآخرون هياكل الحمض النووي ثلاثية الأبعاد الصلبة. في عام 2009، [ 14 ] بينما عرضت مختبرات يورغن كيمز ويان هياكل ثلاثية الأبعاد مجوفة مصنوعة من وجوه ثنائية الأبعاد. [ 8 ]

قوبلت تقنية النانو القائمة على الحمض النووي في البداية ببعض الشكوك نظرًا للاستخدام غير البيولوجي غير المألوف للأحماض النووية كمواد لبناء الهياكل وإجراء العمليات الحسابية، وكثرة التجارب التي تُثبت صحة المبدأ والتي وسّعت نطاق هذا المجال ولكنها كانت بعيدة كل البعد عن التطبيقات العملية. رُفضت ورقة سيمان البحثية عام 1991 حول تركيب مكعب الحمض النووي من قِبل مجلة ساينس بعد أن أشاد أحد المراجعين بأصالتها بينما انتقدها آخر لافتقارها إلى الصلة البيولوجية. [ 15 ] وبحلول أوائل العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، اعتُبر أن هذا المجال قد زاد من قدراته إلى الحد الذي بدأت فيه تطبيقاته في أبحاث العلوم الأساسية بالظهور، وبدأت التطبيقات العملية في الطب ومجالات أخرى تُعتبر ممكنة. [ 8 ] [ 16 ] نما هذا المجال من عدد قليل جدًا من المختبرات النشطة في عام 2001 إلى 60 مختبرًا على الأقل في عام 2010، مما زاد من قاعدة المواهب وبالتالي عدد الإنجازات العلمية في هذا المجال خلال ذلك العقد. [ 17 ]

المفاهيم الأساسية

تتحد هذه الخيوط الأربعة لتشكل وصلة رباعية الأذرع في الحمض النووي لأن هذا التركيب يزيد من عدد أزواج القواعد الصحيحة ، حيث يتطابق A مع T و C مع G. [ 18 ] [ 3 ] انظر هذه الصورة للحصول على نموذج أكثر واقعية للوصلة رباعية الأذرع يوضح بنيتها الثلاثية .
يتكون هذا المركب فوق الجزيئي ذو التقاطع المزدوج (DX) من خمسة خيوط مفردة من الحمض النووي تشكل نطاقين حلزونيين مزدوجين ، أحدهما في الأعلى والآخر في الأسفل في هذه الصورة. توجد نقطتا تقاطع حيث تعبر الخيوط من نطاق إلى آخر. [ 18 ]

خصائص الأحماض النووية

غالبًا ما تُعرَّف تقنية النانو بأنها دراسة المواد والأجهزة ذات الخصائص التي يقل حجمها عن 100 نانومتر . وتُعدّ تقنية النانو القائمة على الحمض النووي (DNA) مثالًا على التجميع الذاتي الجزيئي من الأسفل إلى الأعلى ، حيث تتنظم المكونات الجزيئية تلقائيًا في هياكل مستقرة؛ ويُحدد الشكل المحدد لهذه الهياكل من خلال الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمكونات التي يختارها المصممون. [ 19 ] في تقنية النانو القائمة على الحمض النووي، تكون المواد المكونة عبارة عن خيوط من الأحماض النووية مثل الحمض النووي (DNA)؛ وغالبًا ما تكون هذه الخيوط اصطناعية، وتُستخدم دائمًا تقريبًا خارج سياق الخلية الحية. يُعدّ الحمض النووي (DNA) مناسبًا تمامًا للبناء على المستوى النانوي لأن الارتباط بين خيطين من الأحماض النووية يعتمد على قواعد اقتران قواعد بسيطة ومفهومة جيدًا، والتي تُشكّل البنية النانوية المحددة للحلزون المزدوج للحمض النووي . هذه الخصائص تجعل من السهل التحكم في تجميع هياكل الأحماض النووية من خلال تصميم الأحماض النووية . تفتقر المواد الأخرى المستخدمة في تقنية النانو إلى هذه الخاصية، بما في ذلك البروتينات ، التي يُعد تصميم البروتينات فيها صعباً للغاية، والجسيمات النانوية ، التي تفتقر إلى القدرة على التجميع المحدد من تلقاء نفسها. [ 5 ]

يتكون تركيب جزيء الحمض النووي من سلسلة من النيوكليوتيدات، يتم تمييزها بنوع القاعدة النيتروجينية التي تحتويها. في الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA)، القواعد الأربع الموجودة هي الأدينين (A)، والسيتوزين (C)، والجوانين (G)، والثايمين (T). تتميز الأحماض النووية بخاصية أن جزيئين منها لا يرتبطان ببعضهما لتكوين حلزون مزدوج إلا إذا كانت سلسلتاهما متكاملتين ، أي أنهما تُشكلان تسلسلات متطابقة من أزواج القواعد، حيث يرتبط الأدينين (A) بالثايمين (T) فقط، والسيتوزين (C) بالجوانين (G) فقط. [ 5 ] [ 20 ] ولأن تكوين أزواج القواعد المتطابقة بشكل صحيح مُفضل من الناحية الطاقية ، فمن المتوقع في معظم الحالات أن ترتبط خيوط الحمض النووي ببعضها البعض في التكوين الذي يزيد من عدد أزواج القواعد المتطابقة. وبالتالي، فإن تسلسلات القواعد في نظام الخيوط تُحدد نمط الارتباط والبنية العامة بطريقة يسهل التحكم بها. في تقنية النانو القائمة على الحمض النووي، يصمم الباحثون تسلسلات القواعد في السلاسل بشكل مدروس بحيث تؤدي تفاعلات اقتران القواعد إلى تجميع السلاسل في التكوين المطلوب. [ 3 ] [ 5 ] وبينما يُعد الحمض النووي المادة الأساسية المستخدمة، فقد تم أيضًا بناء هياكل تتضمن أحماضًا نووية أخرى مثل الحمض النووي الريبي ( RNA ) وحمض الببتيد النووي (PNA). [ 21 ] [ 22 ]

الحقول الفرعية

تنقسم تقنية النانو الحمض النووي أحيانًا إلى مجالين فرعيين متداخلين: تقنية النانو الحمض النووي البنيوية وتقنية النانو الحمض النووي الديناميكية. تركز تقنية النانو الحمض النووي البنيوية، والتي تُختصر أحيانًا إلى SDN، على تصنيع وتوصيف مركبات ومواد الأحماض النووية التي تتجمع لتكوين حالة نهائية ثابتة ومتوازنة . من ناحية أخرى، تركز تقنية النانو الحمض النووي الديناميكية على المركبات ذات السلوك غير المتوازن المفيد، مثل القدرة على إعادة التشكيل بناءً على محفز كيميائي أو فيزيائي. بعض المركبات، مثل الأجهزة النانوية الميكانيكية للأحماض النووية، تجمع بين خصائص كلا المجالين الفرعيين البنيوي والديناميكي. [ 23 ] [ 24 ]

تستخدم المركبات المُصممة بتقنية النانو الحمض النووي البنيوي هياكل حمض نووي متفرعة طوبولوجيًا تحتوي على نقاط وصل. (على النقيض من ذلك، يوجد معظم الحمض النووي البيولوجي على شكل حلزون مزدوج غير متفرع ). من أبسط الهياكل المتفرعة وصلة رباعية الأذرع تتكون من أربعة خيوط حمض نووي منفصلة، ​​أجزاء منها متكاملة بنمط محدد. على عكس وصلات هوليداي الطبيعية ، يمتلك كل ذراع في الوصلة الرباعية الأذرع الاصطناعية الثابتة تسلسلًا قاعديًا مختلفًا ، مما يؤدي إلى تثبيت نقطة الوصل في موضع معين. يمكن دمج وصلات متعددة في نفس المركب، كما هو الحال في النمط البنيوي ذي التقاطع المزدوج (DX) واسع الاستخدام ، والذي يحتوي على نطاقين حلزونيين مزدوجين متوازيين مع خيوط فردية تتقاطع بين النطاقين عند نقطتي تقاطع. كل نقطة تقاطع، من الناحية الطوبولوجية، عبارة عن وصلة رباعية الأذرع، ولكنها مقيدة باتجاه واحد، على عكس الوصلة الرباعية الأذرع المفردة المرنة، مما يوفر صلابة تجعل وحدة DX مناسبة كوحدة بناء هيكلية لمجمعات الحمض النووي الأكبر حجمًا. [ 3 ] [ 5 ]

تستخدم تقنية النانو الديناميكية للحمض النووي آلية تُسمى إزاحة السلسلة بوساطة منطقة الارتباط الطرفية، مما يسمح لمركبات الحمض النووي بإعادة تشكيل نفسها استجابةً لإضافة سلسلة حمض نووي جديدة. في هذا التفاعل، ترتبط السلسلة الجديدة بمنطقة ارتباط طرفية أحادية السلسلة في مركب ثنائي السلاسل، ثم تُزيح إحدى السلاسل المرتبطة في المركب الأصلي من خلال عملية هجرة الفروع . والنتيجة النهائية هي استبدال إحدى السلاسل في المركب بسلسلة أخرى. [ 23 ] إضافةً إلى ذلك، يمكن تصنيع هياكل وأجهزة قابلة لإعادة التشكيل باستخدام أحماض نووية وظيفية مثل الديوكسي ريبوزيمات والريبوزيمات ، التي يمكنها إجراء تفاعلات كيميائية، والأبتاميرات ، التي يمكنها الارتباط ببروتينات أو جزيئات صغيرة محددة. [ 25 ]

تقنية النانو للحمض النووي الهيكلي

تركز تقنية النانو الهيكلية للحمض النووي، والتي تُختصر أحيانًا إلى SDN، على تصنيع وتوصيف معقدات ومواد الأحماض النووية حيث يكون للتجميع نقطة نهاية ثابتة ومتوازنة. يتميز الحلزون المزدوج للحمض النووي بهندسة ثلاثية الأبعاد قوية ومحددة، مما يُتيح محاكاة [ 26 ] وتوقع وتصميم هياكل معقدات الأحماض النووية الأكثر تعقيدًا. وقد تم ابتكار العديد من هذه الهياكل، بما في ذلك الهياكل ثنائية وثلاثية الأبعاد، والهياكل الدورية وغير الدورية والمنفصلة. [ 24 ]

الشبكات الممتدة

تجميع مصفوفة DX. على اليسار ، رسم تخطيطي. يمثل كل شريط نطاقًا حلزونيًا مزدوجًا من الحمض النووي ، وتمثل الأشكال نهايات لاصقة متكاملة . سيتحد مركب DX في الأعلى مع مركبات DX أخرى لتكوين المصفوفة ثنائية الأبعاد الموضحة في الأسفل. [ 18 ] على اليمين ، صورة مجهرية للقوة الذرية للمصفوفة المُجمَّعة. تظهر بلاطات DX الفردية بوضوح داخل البنية المُجمَّعة. يبلغ عرض الحقل 150 نانومترًا . 
على اليسار ، نموذج لبلاطة الحمض النووي المستخدمة في صنع شبكة دورية ثنائية الأبعاد أخرى. على اليمين ، صورة مجهرية للقوة الذرية للشبكة المُجمَّعة. [ 27 ] [ 28 ]
مثال على شبكة ثنائية الأبعاد غير دورية تتجمع لتشكل نمطًا كسريًا. على اليسار ، كسرية سيربينسكي . على اليمين ، مصفوفات الحمض النووي التي تعرض تمثيلًا لكسرية سيربينسكي على أسطحها [ 29 ].

يمكن تزويد معقدات الأحماض النووية الصغيرة بنهايات لاصقة ودمجها في شبكات دورية ثنائية الأبعاد أكبر حجمًا، تحتوي على نمط فسيفسائي محدد من البلاطات الجزيئية الفردية. [ 24 ] استخدم المثال الأقدم على ذلك معقدات التقاطع المزدوج (DX) كبلاطات أساسية، تحتوي كل منها على أربع نهايات لاصقة مصممة بتسلسلات تؤدي إلى دمج وحدات DX في صفائح مسطحة ثنائية الأبعاد دورية، وهي في الأساس بلورات صلبة ثنائية الأبعاد من الحمض النووي DNA. [ 30 ] [ 31 ] كما صُنعت مصفوفات ثنائية الأبعاد من أنماط أخرى، بما في ذلك شبكة المعين ذات وصلة هوليداي ، [ 32 ] ومصفوفات مختلفة قائمة على DX تستخدم مخطط التماسك المزدوج. [ 33 ] [ 34 ] تُظهر الصورتان العلويتان على اليمين أمثلة على الشبكات الدورية القائمة على البلاطات.

يمكن تصميم المصفوفات ثنائية الأبعاد لتُظهر هياكل غير دورية، حيث يُنفذ تجميعها خوارزمية محددة، مما يُمثل أحد أشكال الحوسبة باستخدام الحمض النووي. [ 17 ] يمكن اختيار تسلسلات النهايات اللاصقة لبلاطات DX بحيث تعمل كبلاطات وانغ ، مما يسمح لها بإجراء العمليات الحسابية. وقد تم عرض مصفوفة DX يُشفر تجميعها عملية XOR ؛ وهذا يسمح لمصفوفة الحمض النووي بتنفيذ آلة خلوية تُولد شكلاً كسريًا يُعرف باسم حشوة سيربينسكي . تُظهر الصورة الثالثة على اليمين هذا النوع من المصفوفات. [ 29 ] يؤدي نظام آخر وظيفة عداد ثنائي ، حيث يعرض تمثيلاً للأعداد الثنائية المتزايدة مع نموه. تُظهر هذه النتائج إمكانية دمج العمليات الحسابية في تجميع مصفوفات الحمض النووي. [ 35 ]

صُممت مصفوفات DX لتشكيل أنابيب نانوية مجوفة بقطر يتراوح بين 4 و20 نانومترًا ، وهي عبارة عن شبكات ثنائية الأبعاد تنحني على نفسها. [ 36 ] تتشابه هذه الأنابيب النانوية المصنوعة من الحمض النووي إلى حد ما في الحجم والشكل مع الأنابيب النانوية الكربونية ، ورغم أنها تفتقر إلى الموصلية الكهربائية للأنابيب النانوية الكربونية، إلا أن الأنابيب النانوية المصنوعة من الحمض النووي أسهل في التعديل والربط مع هياكل أخرى. إحدى الطرق العديدة لبناء الأنابيب النانوية المصنوعة من الحمض النووي تستخدم شبكة من بلاطات DX المنحنية التي تلتف حول نفسها وتُغلق لتشكل أنبوبًا. [ 37 ] في طريقة بديلة تسمح بتحديد المحيط بطريقة بسيطة ووحداتية باستخدام بلاطات أحادية السلسلة، تُعد صلابة الأنبوب خاصية ناشئة . [ 38 ] 

كان تشكيل شبكات ثلاثية الأبعاد من الحمض النووي الهدف الأول لتقنية النانو الحمض النووي، لكن هذا الهدف أثبت أنه من أصعب الأهداف تحقيقًا. وقد أُعلن أخيرًا عن نجاح استخدام نموذج قائم على مفهوم التنسيغريتي ، وهو التوازن بين قوى الشد والضغط، في عام 2009. [ 17 ] [ 39 ]

الهياكل المنفصلة

قام الباحثون بتخليق العديد من معقدات الحمض النووي ثلاثية الأبعاد، التي يتميز كل منها بترابط متعدد السطوح ، مثل المكعب أو ثماني السطوح ، أي أن خيوط الحمض النووي المزدوجة تتبع حواف متعدد السطوح مع وجود وصلة حمض نووي عند كل رأس. [ 6 ] كانت التجارب الأولى لإنتاج متعددات سطوح الحمض النووي تتطلب جهدًا كبيرًا، إذ استلزمت عمليات ربط متعددة وخطوات تخليق في الطور الصلب لإنشاء متعددات سطوح متصلة . [ 40 ] أسفرت الأعمال اللاحقة عن متعددات سطوح أسهل بكثير في التخليق. تشمل هذه متعدد سطوح ثماني مصنوع من خيط مفرد طويل مصمم ليطوي إلى الشكل الصحيح، [ 41 ] ومتعدد سطوح رباعي يمكن إنتاجه من أربعة خيوط حمض نووي في خطوة واحدة، كما هو موضح في أعلى هذه المقالة. [ 1 ]

تُصنع الهياكل النانوية ذات الأشكال العشوائية وغير المنتظمة عادةً باستخدام طريقة طي الحمض النووي (DNA origami ). تتكون هذه الهياكل من خيط فيروسي طبيعي طويل يُستخدم كـ"دعامة"، ويتم طيه إلى الشكل المطلوب بواسطة خيوط "دبابيس" قصيرة مصممة حاسوبيًا. تتميز هذه الطريقة بسهولة تصميمها، حيث يتم تحديد تسلسل القواعد مسبقًا بواسطة تسلسل خيط الدعامة، ولا تتطلب نقاءً عاليًا للخيط أو نسبة قياس دقيقة ، كما هو الحال في معظم طرق تقنية النانو الأخرى للحمض النووي. تم تطبيق تقنية طي الحمض النووي لأول مرة على أشكال ثنائية الأبعاد، مثل وجه مبتسم ، وخريطة تقريبية لنصف الكرة الغربي، ولوحة الموناليزا. [ 6 ] [ 13 ] [ 42 ] يمكن صنع هياكل ثلاثية الأبعاد صلبة باستخدام حلزونات الحمض النووي المتوازية المرتبة بنمط خلية النحل، [ 14 ] ويمكن طي الهياكل ذات الأوجه ثنائية الأبعاد إلى شكل ثلاثي الأبعاد مجوف، يشبه صندوقًا من الورق المقوى. يمكن برمجة هذه الأجهزة لفتحها وكشف أو إطلاق حمولة جزيئية استجابةً لمحفز ما، مما يجعلها مفيدة بشكل محتمل كأقفاص جزيئية قابلة للبرمجة . [ 43 ] [ 44 ]

تجميع مُنمذج

يمكن تصميم هياكل الأحماض النووية لتضمين جزيئات أخرى غير الأحماض النووية، تُسمى أحيانًا بالعناصر غير المتجانسة، بما في ذلك البروتينات، والجسيمات النانوية المعدنية، والنقاط الكمومية ، والأمينات ، [ 45 ] والفوليرينات . يتيح ذلك بناء مواد وأجهزة ذات نطاق وظيفي أوسع بكثير مما هو ممكن باستخدام الأحماض النووية وحدها. الهدف هو استخدام التجميع الذاتي لهياكل الأحماض النووية كقالب لتجميع الجسيمات النانوية الموجودة عليها، والتحكم في موضعها، وفي بعض الحالات، اتجاهها. [ 6 ] [ 46 ] تستخدم العديد من هذه المخططات طريقة ربط تساهمية، باستخدام قليل النوكليوتيدات ذات المجموعات الوظيفية الأميدية أو الثيولية كعامل كيميائي لربط العناصر غير المتجانسة. وقد استُخدمت طريقة الربط التساهمي هذه لترتيب جسيمات الذهب النانوية على مصفوفة قائمة على DX، [ 47 ] ولترتيب جزيئات بروتين الستربتافيدين في أنماط محددة على مصفوفة DX. [ 48 ] ​​استُخدمت طريقة استضافة غير تساهمية باستخدام بولي أميدات ديرفان على مصفوفة DX لترتيب بروتينات الستربتافيدين بنمط محدد على مصفوفة DX. [ 49 ] تم استضافة أنابيب الكربون النانوية على مصفوفات الحمض النووي DNA بنمط يسمح للمجموعة بالعمل كجهاز إلكتروني جزيئي ، وهو ترانزستور تأثير المجال لأنابيب الكربون النانوية . [ 50 ] بالإضافة إلى ذلك، توجد طرق لطلاء الأحماض النووية بالمعدن، حيث يُستبدل الحمض النووي بمعدن يأخذ الشكل العام لبنية الحمض النووي الأصلية، [ 51 ] ومخططات لاستخدام هياكل الأحماض النووية النانوية كأقنعة طباعة حجرية ، لنقل نمطها إلى سطح صلب. [ 52 ]

تقنية النانو الديناميكية للحمض النووي

تعتمد تقنية النانو الديناميكية للحمض النووي غالبًا على تفاعلات إزاحة السلاسل بوساطة منطقة الارتباط. في هذا المثال، ترتبط السلسلة الحمراء بمنطقة الارتباط أحادية السلسلة على السلسلة الخضراء (المنطقة 1)، ثم في عملية هجرة فرعية عبر المنطقة 2، تُزاح السلسلة الزرقاء وتنفصل عن المركب. تُستخدم تفاعلات كهذه لإعادة تشكيل أو تجميع هياكل الحمض النووي النانوية ديناميكيًا. إضافةً إلى ذلك، يمكن استخدام السلسلتين الحمراء والزرقاء كإشارات في بوابة منطقية جزيئية .

تركز تقنية النانو الديناميكية للحمض النووي على تكوين أنظمة من الأحماض النووية ذات وظائف ديناميكية مصممة خصيصًا لهياكلها العامة، مثل الحوسبة والحركة الميكانيكية. يوجد بعض التداخل بين تقنية النانو الهيكلية والديناميكية للحمض النووي، حيث يمكن تكوين الهياكل من خلال التلدين ثم إعادة تشكيلها ديناميكيًا، أو يمكن جعلها تتشكل ديناميكيًا في المقام الأول. [ 6 ] [ 10 ]

الأجهزة النانوميكانيكية

تم تصنيع مركبات الحمض النووي التي تغير بنيتها استجابةً لمحفز معين، مما يجعلها أحد أشكال الروبوتات النانوية . تتشكل هذه البنى مبدئيًا بنفس طريقة البنى الثابتة المصنعة في تقنية النانو الهيكلية للحمض النووي، ولكنها مصممة بحيث يمكن إعادة تشكيلها ديناميكيًا بعد التجميع الأولي. [ 23 ] [ 10 ] استخدم أول جهاز من هذا النوع الانتقال بين شكلي الحمض النووي B-DNA و Z-DNA للاستجابة لتغير ظروف المحلول المنظم من خلال حركة لولبية. [ 53 ] أدى هذا الاعتماد على ظروف المحلول المنظم إلى تغيير حالة جميع الأجهزة في الوقت نفسه. أما الأنظمة اللاحقة، فكانت قادرة على تغيير حالاتها بناءً على وجود خيوط تحكم، مما يسمح بتشغيل أجهزة متعددة بشكل مستقل في المحلول. من أمثلة هذه الأنظمة تصميم "ملقط جزيئي" له حالتان: مفتوحة ومغلقة، [ 54 ] وجهاز قادر على التحول من بنية التقاطع المتوازي (PX) إلى بنية (JX2) مع وجود تجاورين غير متصلين لهيكل الحمض النووي، يخضعان لحركة دورانية أثناء ذلك، [ 55 ] ومصفوفة ثنائية الأبعاد قادرة على التمدد والانكماش ديناميكيًا استجابةً لخيوط التحكم. [ 56 ] كما صُنعت هياكل تفتح أو تغلق ديناميكيًا، ما قد يجعلها بمثابة قفص جزيئي لإطلاق أو كشف حمولة وظيفية عند فتحها. [ 43 ] [ 57 ] [ 58 ] وفي مثال آخر، تم ربط بنية نانوية من الحمض النووي بتقنية الأوريغامي بإنزيم بوليميراز الحمض النووي الريبي T7، وبالتالي يمكن تشغيلها كمحرك مدفوع بالطاقة الكيميائية، ويمكن ربطه بجزيء تابع سلبي، يقوم بدوره بتحريكه. [ 59 ]

استُخدمت تجمعات الحمض النووي الحساسة للضوء أيضًا للتحكم في حركة المكثفات على مستوى الميكرون. في عام 2025، أبلغ كل من أودونو ونومورا وتاكينو عن مكثفات الحمض النووي المعدلة بالأزوبنزين، والتي يمكن تغيير حالة ارتباطها وسيولتها بواسطة الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي، مما ينتج عنه حركات عكسية واتجاهية. [ 60 ]

تُعدّ جزيئات الحمض النووي المتحركة فئةً من الآلات النانوية للأحماض النووية التي تُظهر حركةً اتجاهيةً على طول مسار خطي. وقد تمّ عرض عدد كبير من المخططات. [ 10 ] تتمثل إحدى الاستراتيجيات في التحكم بحركة الجزيء المتحرك على طول المسار باستخدام خيوط تحكم تُضاف يدويًا بالتسلسل. [ 61 ] [ 62 ] من الممكن أيضًا التحكم في خطوات فردية لجزيء الحمض النووي المتحرك عن طريق التشعيع بضوء ذي أطوال موجية مختلفة. [ 63 ] يتمثل نهج آخر في استخدام إنزيمات التقييد أو الديوكسي ريبوزيمات لقطع الخيوط ودفع الجزيء المتحرك للأمام، وهو ما يتميز بميزة العمل بشكل مستقل. [ 64 ] [ 65 ] تمكّن نظام لاحق من السير على سطح ثنائي الأبعاد بدلًا من مسار خطي، وأظهر القدرة على التقاط ونقل حمولة جزيئية بشكل انتقائي. [ 66 ] في عام 2018، تم إثبات قدرة جزيء DNA متسلسل يستخدم النسخ الدائري المتدحرج بواسطة بوليميراز RNA T7 المرفق على السير على طول مسار DNA، مسترشدًا بسلسلة RNA المتولدة. [ 67 ] بالإضافة إلى ذلك، تم إثبات وجود جزيء DNA خطي يقوم بتخليق DNA كقالب أثناء تقدمه على طول المسار، مما يسمح بتخليق كيميائي متعدد الخطوات ذاتي التوجيه بواسطة هذا الجزيء. [ 68 ] وظيفة جزيئات DNA الاصطناعية المتحركة مشابهة لوظيفة بروتيني الداينين ​​والكينيسين. [ 69 ]

سلسلة إزاحة الخيوط

يمكن استخدام سلسلة تفاعلات إزاحة السلاسل لأغراض حسابية أو هيكلية. يتضمن تفاعل إزاحة السلسلة الواحد الكشف عن تسلسل جديد استجابةً لوجود سلسلة بادئة. يمكن ربط العديد من هذه التفاعلات في سلسلة ، حيث يمكن للتسلسل الناتج عن تفاعل ما أن يبدأ تفاعل إزاحة سلسلة آخر في مكان آخر. وهذا بدوره يسمح ببناء شبكات تفاعلات كيميائية متعددة المكونات، تُظهر قدرات حسابية ومعالجة معلومات معقدة. تُصبح هذه السلاسل مواتية من الناحية الطاقية من خلال تكوين أزواج قواعد جديدة، وزيادة الإنتروبيا من تفاعلات التفكيك. تسمح سلاسل إزاحة السلاسل بالتشغيل متساوي الحرارة لعملية التجميع أو الحساب، على عكس عملية تجميع الأحماض النووية التقليدية التي تتطلب خطوة تلدين حراري، حيث تُرفع درجة الحرارة ثم تُخفض ببطء لضمان التكوين الصحيح للبنية المطلوبة. كما يمكنها دعم الوظيفة التحفيزية للأنواع البادئة، حيث يمكن لأقل من مكافئ واحد من البادئ أن يتسبب في اكتمال التفاعل. [ 23 ] [ 70 ]

يمكن استخدام معقدات إزاحة السلاسل لإنشاء بوابات منطقية جزيئية قادرة على إجراء عمليات حسابية معقدة. [ 71 ] على عكس الحواسيب الإلكترونية التقليدية، التي تستخدم التيار الكهربائي كمدخلات ومخرجات، تستخدم الحواسيب الجزيئية تركيزات أنواع كيميائية محددة كإشارات. في حالة دوائر إزاحة سلاسل الأحماض النووية، تتمثل الإشارة في وجود سلاسل من الأحماض النووية التي يتم إطلاقها أو استهلاكها من خلال عمليات الارتباط والانفصال عن سلاسل أخرى في معقدات الإزاحة. وقد استُخدم هذا النهج لإنشاء بوابات منطقية مثل بوابات AND وOR وNOT. [ 72 ] ومؤخرًا، تم عرض دائرة مكونة من أربع بتات قادرة على حساب الجذر التربيعي للأعداد الصحيحة من 0 إلى 15، باستخدام نظام من البوابات يحتوي على 130 سلسلة من الحمض النووي DNA. [ 73 ]

يُستخدم تفاعل إزاحة السلاسل أيضًا في تكوين هياكل مُجمَّعة ديناميكيًا. تعتمد هذه الهياكل على بنية دبوس الشعر للمتفاعلات، بحيث عندما يرتبط الشريط المُدخل، يكون التسلسل المُكتشف حديثًا موجودًا على نفس الجزيء بدلًا من تفككه. يسمح هذا بإضافة دبابيس شعر مفتوحة جديدة إلى مُركَّب نامٍ. وقد استُخدم هذا النهج لتكوين هياكل بسيطة مثل الوصلات ثلاثية ورباعية الأذرع، والبوليمرات المتفرعة . [ 70 ]

التطبيقات

تُعدّ تقنية النانو القائمة على الحمض النووي إحدى الطرق القليلة لتكوين هياكل معقدة مصممة بدقة عالية، مع تحكم دقيق في خصائصها النانوية. وقد بدأ هذا المجال يشهد تطبيقات لحل مشكلات العلوم الأساسية في البيولوجيا التركيبية والفيزياء الحيوية . ويُعدّ علم البلورات من أوائل التطبيقات المتوقعة لهذا المجال، وهو تطبيق لا يزال قيد التطوير ، حيث يمكن ترتيب الجزيئات التي يصعب بلورتها منفردة ضمن شبكة ثلاثية الأبعاد من الأحماض النووية، مما يسمح بتحديد بنيتها. ومن التطبيقات الأخرى استخدام قضبان أوريغامي الحمض النووي كبديل للبلورات السائلة في تجارب اقتران ثنائي القطب المتبقي في مطيافية الرنين النووي المغناطيسي للبروتينات ؛ إذ يتميز استخدام أوريغامي الحمض النووي بمقاومته للمنظفات اللازمة لتعليق بروتينات الغشاء في المحلول، على عكس البلورات السائلة. وقد استُخدمت هياكل الحمض النووي المتحركة كخطوط تجميع نانوية لتحريك الجسيمات النانوية وتوجيه التخليق الكيميائي . علاوة على ذلك، ساهمت هياكل أوريغامي الحمض النووي في الدراسات الفيزيائية الحيوية لوظيفة الإنزيم وطَيّ البروتين . [ 24 ] [ 8 ]

تتجه تقنية النانو القائمة على الحمض النووي نحو تطبيقات عملية محتملة. وتشير قدرة مصفوفات الأحماض النووية على ترتيب جزيئات أخرى إلى تطبيقاتها المحتملة في الإلكترونيات على المستوى الجزيئي. ويمكن استخدام تجميع بنية الحمض النووي كقالب لتجميع العناصر الإلكترونية الجزيئية، مثل الأسلاك الجزيئية ، مما يوفر طريقة للتحكم على مستوى النانومتر في موضع الجهاز وبنيته العامة، على غرار لوحة التجارب الجزيئية . [ 24 ] [ 6 ] وقد تمت مقارنة تقنية النانو القائمة على الحمض النووي بمفهوم المادة القابلة للبرمجة نظرًا لارتباط الحوسبة بخصائصها المادية. [ 74 ]

في دراسة أجراها فريق من العلماء من مركزي iNANO وCDNA بجامعة آرهوس ، تمكن الباحثون من بناء صندوق DNA ثلاثي الأبعاد صغير الحجم وقابل للتبديل المتعدد. وتم توصيف الجسيم النانوي المقترح باستخدام مجهر القوة الذرية (AFM) ومجهر الإلكترون النافذ (TEM) ونقل طاقة رنين فورستر (FRET). وأظهرت النتائج أن الصندوق المُصمم يتمتع بآلية إغلاق فريدة، مما يُمكّنه من الفتح والإغلاق بشكل متكرر استجابةً لمجموعة فريدة من مفاتيح DNA أو RNA. واقترح الباحثون أن "جهاز DNA هذا يُمكن استخدامه في نطاق واسع من التطبيقات، مثل التحكم في وظائف الجزيئات المفردة، وإيصال الأدوية المُتحكم فيه، والحوسبة الجزيئية". [ 75 ]

توجد تطبيقات محتملة لتقنية النانو القائمة على الحمض النووي في الطب النانوي، إذ تستفيد من قدرتها على إجراء العمليات الحسابية في بيئة متوافقة حيوياً لإنتاج "أدوية ذكية" لتوصيل الأدوية بشكل مُوجَّه ، فضلاً عن تطبيقاتها التشخيصية . أحد هذه الأنظمة قيد الدراسة يستخدم صندوقاً مجوفاً من الحمض النووي يحتوي على بروتينات تحفز موت الخلايا المبرمج ، والذي لا ينفتح إلا عند اقترابه من خلية سرطانية . [ 8 ] [ 76 ] كما أبدى الباحثون اهتماماً بتعبير هذه التراكيب الاصطناعية في خلايا بكتيرية حية مُعدَّلة وراثياً، على الأرجح باستخدام الحمض النووي الريبوزي المُستنسخ للتجميع، مع أنه من غير المعروف ما إذا كانت هذه التراكيب المعقدة قادرة على الطي أو التجميع بكفاءة في سيتوبلازم الخلية . في حال نجاح ذلك، فقد يُتيح التطور المُوجَّه لبنى النانو الحمضية النووية. [ 6 ] وقد أفاد علماء في جامعة أكسفورد بالتجميع الذاتي لأربعة خيوط قصيرة من الحمض النووي الاصطناعي في قفص قادر على دخول الخلايا والبقاء لمدة 48 ساعة على الأقل. وُجد أن رباعيات الأوجه من الحمض النووي المُوسومة بالفلورسنت تبقى سليمة في خلايا الكلى البشرية المزروعة مخبريًا، على الرغم من تعرضها لهجوم الإنزيمات الخلوية بعد يومين. أظهرت هذه التجربة إمكانية توصيل الأدوية داخل الخلايا الحية باستخدام "قفص" الحمض النووي. [ 77 ] [ 78 ] وقد استخدم فريق من الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا رباعي أوجه من الحمض النووي لتوصيل الحمض النووي الريبوزي المتداخل (RNAi) في نموذج فأر . وقد أظهر توصيل الحمض النووي الريبوزي المتداخل للعلاج بعض النجاح باستخدام البوليمرات أو الدهون ، ولكن هناك حدودًا تتعلق بالسلامة وعدم دقة الاستهداف، بالإضافة إلى قصر مدة صلاحيته في مجرى الدم. يتكون التركيب النانوي للحمض النووي الذي ابتكره الفريق من ستة خيوط من الحمض النووي لتشكيل رباعي أوجه، مع خيط واحد من الحمض النووي الريبوزي مُثبت على كل حافة من الحواف الستة. كما زُوّد رباعي الأوجه ببروتين استهداف، وثلاث جزيئات من حمض الفوليك ، والتي توجه جزيئات الحمض النووي النانوية إلى مستقبلات حمض الفوليك الوفيرة الموجودة على بعض الأورام. أظهرت النتائج انخفاضًا في التعبير الجيني للجين المستهدف بتقنية التداخل الرناوي (RNAi)، وهو جين اللوسيفيراز ، بأكثر من النصف. تُبشّر هذه الدراسة بإمكانية استخدام تقنية النانو الحمض النووي كأداة فعّالة لإيصال العلاج باستخدام تقنية التداخل الرناوي الناشئة. [ 79 ] [ 80]استُخدمت بنية الحمض النووي الرباعية الأوجه أيضًا في محاولة للتغلب على ظاهرةمقاومة الأدوية المتعددة.رُبطالدوكسوروبيسين ( DOX ) بالبنية الرباعية الأوجه، ثم حُقن في خلايا سرطان الثدي MCF-7 التي تحتوي على مضخة طرد الأدوية P-glycoprotein. أظهرت نتائج التجربة أن الدوكسوروبيسين لم يُضخ للخارج، وأن موت الخلايا السرطانية قد تحقق. حُقنت الخلايا بالبنية الرباعية الأوجه الخالية من الدوكسوروبيسين لاختبار توافقها الحيوي، ولم تُظهر البنية أي سمية خلوية. [ 81 ] كما استُخدمت بنية الحمض النووي الرباعية الأوجه كرمز شريطي لتحديد التعبير والتوزيع الخلوي للبروتينات في الخلايا لأغراض التشخيص. أظهرت البنية النانوية الرباعية الأوجه إشارة مُحسّنة نظرًا لكفاءة الوسم العالية والاستقرار. [ 82 ]

تركز تطبيقات تقنية النانو الحمض النووي في الطب النانوي أيضًا على محاكاة بنية ووظيفة البروتينات الغشائية الطبيعية باستخدام هياكل نانوية مصممة من الحمض النووي. في عام 2012، قدم لانجيكر وآخرون [ 83 ] هيكلًا من الحمض النووي على شكل مسام، قادرًا على الاندماج الذاتي في الأغشية الدهنية عبر تعديلات الكوليسترول الكارهة للماء ، وتحفيز تيارات أيونية عبر الغشاء. تبع هذا العرض الأول لقناة أيونية اصطناعية من الحمض النووي مجموعة متنوعة من التصاميم المحفزة للمسام، بدءًا من جزيء مزدوج واحد من الحمض النووي [ 84 ] ، وصولًا إلى هياكل صغيرة قائمة على البلاطات [ 85 ] [ 86 ] [ 87 ] [ 88 ] [ 89 ] ، وبروتينات غشائية كبيرة من الحمض النووي [ 90 ] . وكما هو الحال مع قنوات الأيونات البروتينية الطبيعية ، تغطي هذه المجموعة من نظائر الحمض النووي الاصطناعية نطاقًا واسعًا من حيث الموصلية. أظهرت دراسة جزيء الحمض النووي المزدوج المفرد المُدمج في الغشاء أن التيار الكهربائي يجب أن يتدفق أيضًا على سطح التماس بين الحمض النووي والدهون، نظرًا لعدم وجود تجويف قناة مركزي في التصميم يسمح بمرور الأيونات عبر الطبقة الدهنية الثنائية . يشير هذا إلى أن المسام الدهنية المُستحثة بواسطة الحمض النووي لها شكل حلقي ، وليس أسطوانيًا، حيث تعيد رؤوس الدهون توجيه نفسها لتواجه الجزء المُدمج في الغشاء من الحمض النووي. [ 84 ] ثم أثبت باحثون من جامعة كامبريدج وجامعة إلينوي في أوربانا-شامبين أن هذه المسام الحلقية المُستحثة بواسطة الحمض النووي يمكنها تسهيل الانقلاب السريع للدهون بين طبقتي الطبقة الدهنية الثنائية. وباستخدام هذه الظاهرة، صمموا إنزيمًا اصطناعيًا مبنيًا من الحمض النووي يقلب الدهون في الأغشية البيولوجية أسرع بعدة مراتب من البروتينات الطبيعية المعروفة باسم سكرامبليز . [ 91 ] يُبرز هذا التطور إمكانات البنى النانوية الاصطناعية للحمض النووي في مجال الأدوية والعلاجات الشخصية.

تصميم

يجب تصميم هياكل الحمض النووي النانوية تصميمًا دقيقًا بحيث تتجمع خيوط الحمض النووي الفردية لتكوين الهياكل المطلوبة. تبدأ هذه العملية عادةً بتحديد الهيكل أو الوظيفة المستهدفة. ثم يتم تحديد البنية الثانوية العامة للمركب المستهدف، مع تحديد ترتيب خيوط الحمض النووي داخل الهيكل، وأي أجزاء من هذه الخيوط يجب أن ترتبط ببعضها البعض. الخطوة الأخيرة هي تصميم البنية الأولية ، وهي تحديد التسلسلات القاعدية الفعلية لكل خيط من الحمض النووي. [ 36 ] [ 92 ]

التصميم الإنشائي

تتمثل الخطوة الأولى في تصميم بنية نانوية للأحماض النووية في تحديد كيفية تمثيل بنية معينة بترتيب محدد لسلاسل الأحماض النووية. تحدد هذه الخطوة التصميمية البنية الثانوية، أو مواقع أزواج القواعد التي تربط السلاسل الفردية معًا بالشكل المطلوب. [ 36 ] وقد تم عرض عدة مناهج:

  • الهياكل القائمة على البلاطات. يقسم هذا النهج الهيكل المستهدف إلى وحدات أصغر ذات روابط قوية بين الخيوط الموجودة في كل وحدة، وتفاعلات أضعف بين الوحدات. يُستخدم غالبًا لإنشاء شبكات دورية، ولكن يمكن استخدامه أيضًا لتنفيذ التجميع الذاتي الخوارزمي، مما يجعلها منصة للحوسبة باستخدام الحمض النووي . كانت هذه هي استراتيجية التصميم السائدة المستخدمة من منتصف التسعينيات حتى منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، عندما طُوّرت منهجية طي الحمض النووي. [ 36 ] [ 93 ]
  • الهياكل القابلة للطي. تُعدّ طرق الطي بديلاً عن طريقة التبليط، حيث تُصنع البنية النانوية من خيط طويل واحد، قد يحتوي على تسلسل مُصمّم يطوى نتيجة تفاعلاته مع نفسه، أو قد يُطوى إلى الشكل المطلوب باستخدام خيوط أقصر تُشبه الدبابيس. تُسمى هذه الطريقة الأخيرة " أوريغامي الحمض النووي " ، وهي تُتيح تكوين أشكال ثنائية وثلاثية الأبعاد على المستوى النانوي (انظر الهياكل المنفصلة أعلاه). [ 6 ] [ 13 ]
  • التجميع الديناميكي. يتحكم هذا النهج مباشرةً في حركية التجميع الذاتي للحمض النووي، مُحددًا جميع الخطوات الوسيطة في آلية التفاعل بالإضافة إلى المنتج النهائي. ويتم ذلك باستخدام مواد أولية تتخذ بنية دبوس الشعر ؛ ثم تتجمع هذه المواد لتكوين الشكل النهائي في تفاعل متسلسل ، بترتيب محدد (انظر تفاعلات إزاحة السلسلة المتسلسلة أدناه). يتميز هذا النهج بأنه يسير بشكل متساوي الحرارة ، عند درجة حرارة ثابتة. وهذا على عكس النهج الديناميكي الحراري، الذي يتطلب خطوة تلدين حراري حيث يلزم تغيير درجة الحرارة لتحفيز التجميع وتفضيل التكوين الصحيح للبنية المطلوبة. [ 6 ] [ 70 ]

تصميم التسلسل

بعد استخدام أي من الطرق المذكورة أعلاه لتصميم البنية الثانوية للمركب المستهدف، يجب تحديد تسلسل النيوكليوتيدات الذي سيشكل البنية المطلوبة. تصميم الأحماض النووية هو عملية تحديد تسلسل قواعد الحمض النووي لكل سلسلة من السلاسل المكونة للبنية، بحيث تتجمع هذه السلاسل لتكوين التكوين المطلوب. تهدف معظم الطرق إلى تصميم تسلسلات بحيث تكون البنية المستهدفة ذات أقل طاقة ، وبالتالي الأكثر استقرارًا من الناحية الديناميكية الحرارية، بينما تتميز البنى المُجمَّعة بشكل خاطئ بطاقات أعلى، وبالتالي فهي غير مفضلة. يتم ذلك إما من خلال طرق استدلالية بسيطة وسريعة، مثل تقليل تناظر التسلسل ، أو باستخدام نموذج ديناميكي حراري كامل للجوار الأقرب ، وهو أكثر دقة ولكنه أبطأ ويتطلب موارد حاسوبية أكبر. تُستخدم النماذج الهندسية لدراسة البنية الثالثية للبنى النانوية ولضمان عدم تعرض المركبات لإجهاد مفرط . [ 92 ] [ 94 ]

يتشابه تصميم الأحماض النووية مع تصميم البروتينات في أهدافه . ففي كليهما، يُصمَّم تسلسل المونومرات لتفضيل البنية المستهدفة المطلوبة واستبعاد البنى الأخرى. يتميز تصميم الأحماض النووية بسهولة حسابية أكبر بكثير من تصميم البروتينات، إذ تكفي قواعد اقتران القواعد البسيطة للتنبؤ بالجدوى الطاقية للبنية، ولا تتطلب معلومات تفصيلية حول الطي ثلاثي الأبعاد الكلي للبنية. وهذا يسمح باستخدام أساليب استدلالية بسيطة تُنتج تصاميم قوية تجريبياً. تُعد بنى الأحماض النووية أقل تنوعاً من البروتينات في وظائفها نظراً لقدرة البروتينات المتزايدة على الطي إلى بنى معقدة، والتنوع الكيميائي المحدود للنيوكليوتيدات الأربعة مقارنةً بالأحماض الأمينية العشرين المكونة للبروتينات . [ 94 ]

المواد والأساليب

تُستخدم طرق الفصل الكهربائي الهلامي ، مثل اختبار التكوين هذا على مُركّب DX، للتأكد من تكوّن البنى المطلوبة بشكل صحيح. يحتوي كل مسار رأسي على سلسلة من الحزم، حيث تُمثّل كل حزمة وسيط تفاعل مُحدّد .

تُصمَّم تسلسلات خيوط الحمض النووي المكونة للبنية المستهدفة حاسوبيًا، باستخدام برامج النمذجة الجزيئية والنمذجة الديناميكية الحرارية . [ 92 ] [ 94 ] ثم تُصنَّع الأحماض النووية نفسها باستخدام طرق تصنيع قليل النوكليوتيدات القياسية ، والتي عادةً ما تكون مؤتمتة في جهاز تصنيع قليل النوكليوتيدات ، وتتوفر خيوط ذات تسلسلات مخصصة تجاريًا. [ 95 ] ويمكن تنقية الخيوط عن طريق الفصل الكهربائي الهلامي المُشوِّه إذا لزم الأمر، [ 96 ] وتحديد التركيزات بدقة عبر أي من طرق قياس كمية الأحماض النووية المتعددة باستخدام مطيافية الامتصاص فوق البنفسجي . [ 97 ]

يمكن التحقق من البنى المستهدفة المكتملة باستخدام الرحلان الكهربائي الهلامي الأصلي ، الذي يوفر معلومات عن حجم وشكل معقدات الأحماض النووية. ويمكن لتحليل إزاحة الهجرة الكهربائية تقييم ما إذا كانت البنية تتضمن جميع السلاسل المطلوبة. [ 98 ] ويُستخدم أحيانًا الوسم الفلوري ونقل طاقة رنين فورستر (FRET) لتوصيف بنية المعقدات. [ 99 ]

يمكن تصوير بنى الأحماض النووية مباشرةً باستخدام مجهر القوة الذرية ، وهو مناسب تمامًا للبنى ثنائية الأبعاد الممتدة، ولكنه أقل فائدة للبنى ثلاثية الأبعاد المنفصلة نظرًا لتفاعل رأس المجهر مع بنية الحمض النووي الهشة؛ وغالبًا ما يُستخدم في هذه الحالة مجهر الإلكترون النافذ ومجهر الإلكترون المبرد . تُحلل الشبكات ثلاثية الأبعاد الممتدة باستخدام علم البلورات بالأشعة السينية . [ 100 ] [ 101 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 متعددات السطوح من الحمض النووي: غودمان آر بي، وشاب آي إيه، وتاردين سي إف، وإربن سي إم، وبيري آر إم، وشميدت سي إف، وتوربرفيلد إيه جيه (ديسمبر 2005). "التجميع السريع للوحدات البنائية الصلبة من الحمض النووي لتصنيع النانو الجزيئي". مجلة ساينس . 310 (5754): 1661-1665 . رمز Bibcode : 2005Sci...310.1661G . doi : 10.1126/science.1120367 . PMID 16339440. S2CID 13678773 .  
  2. ١ ٢ ٣ التاريخ: بيليسكو، جيه إيه (٢٠٠٧). التجميع الذاتي: علم الأشياء التي تُركّب نفسها بنفسها . نيويورك: تشابمان آند هول/سي آر سي. الصفحات ٢٠١، ٢٤٢، ٢٥٩. رقم ISBN  978-1-58488-687-7.
  3. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ نظرة عامة: سيمان، ن. س. (يونيو ٢٠٠٤). "تقنية النانو والحلزون المزدوج". مجلة ساينتفك أمريكان . ٢٩٠ (٦): ٦٤-٧٥ . رمز Bibcode : 2004SciAm.290f..64S . doi : 10.1038/scientificamerican0604-64 . PMID 15195395 . 
  4. ↑ التاريخ: انظر "بروتوكول التبلور الحالي" . مختبر نادريان سيمان. مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 نوفمبر 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 مارس 2010 .للاطلاع على بيان المشكلة، و "أقفاص الحمض النووي التي تحتوي على جزيئات مُوجَّهة" . مختبر نادريان سيمان. مؤرشف من الأصل بتاريخ 1 نوفمبر 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 مارس 2010 .بالنسبة للحل المقترح.
  5. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ نظرة عامة: سيمان، ن. س. (٢٠١٠). " مواد نانوية قائمة على الحمض النووي" . المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . ٧٩ : ٦٥-٨٧ . doi : 10.1146/annurev-biochem-060308-102244 . PMC 3454582. PMID 20222824 .  
  6. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ نظرة عامة: بينهيرو إيه في، هان دي، شيه دبليو إم، يان إتش (نوفمبر ٢٠١١). "التحديات والفرص المتاحة لتقنية النانو الهيكلية للحمض النووي" . مجلة نيتشر لتقنية النانو . ٦ (١٢): ٧٦٣-٧٧٢ . رمز Bibcode : ٢٠١١NatNa...٦..٧٦٣P . doi : ١٠.١٠٣٨/nnano.٢٠١١.١٨٧ . PMC ٣٣٣٤٨٢٣. PMID ٢٢٠٥٦٧٢٦ .  
  7. 1 2 أوريغامي الحمض النووي: روثيموند، ب. و. (2006). "أوريغامي الحمض النووي المدعوم: من عمليات التقاطع المتعددة المعممة إلى الشبكات المضلعة". في: تشين، ج.، جونوسكا، ن.، روزنبرغ، ج. (محررون). تقنية النانو: العلم والحوسبة . سلسلة الحوسبة الطبيعية. نيويورك: سبرينغر. ص 3-21 . CiteSeerX 10.1.1.144.1380 . doi : 10.1007/3-540-30296-4_1 . ISBN   978-3-540-30295-7.
  8. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ التاريخ/التطبيقات: خدمة RF (يونيو ٢٠١١). "تقنية النانو الحمض النووي. تقنية النانو الحمض النووي تنمو". مجلة ساينس . ٣٣٢ (٦٠٣٤): ١١٤٠-١١٤١ ، ١١٤٣. Bibcode : 2011Sci...332.1140S . doi : 10.1126/science.332.6034.1140 . PMID 21636754 . 
  9. ↑ يورك، برنارد؛ توربرفيلد، أندرو جيه؛ ميلز، ألين بي؛ سيميل، فريدريش سي؛ نيومان، جينيفر إل. (أغسطس 2000). "آلة جزيئية تعمل بالحمض النووي مصنوعة من الحمض النووي" . مجلة نيتشر . 406 (6796): 605-608 . رمز Bibcode : 2000Natur.406..605Y . doi : 10.1038/35020524 . ISSN 1476-4687 . PMID 10949296. S2CID 2064216 .   
  10. ١ ٢ ٣ ٤ آلات الحمض النووي: باث جيه، توربرفيلد إيه جيه (مايو ٢٠٠٧). "آلات الحمض النووي النانوية". مجلة نيتشر لتكنولوجيا النانو . ٢ (٥): ٢٧٥-٢٨٤ . رمز Bibcode : 2007NatNa...2..275B . doi : 10.1038/nnano.2007.104 . PMID 18654284 . 
  11. ↑ الهندسة النانوية: روبنسون، ب. هـ.، وسيمان، ن. س. (أغسطس 1987). "تصميم رقاقة حيوية: جهاز ذاكرة ذاتي التجميع على المستوى الجزيئي". هندسة البروتين . 1 (4): 295-300 . doi : 10.1093/protein/1.4.295 . PMID 3508280 . 
  12. ↑ الهندسة النانوية: شياو إس، ليو إف، روزن إيه إي، هاينفيلد جيه إف، سيمان إن سي، موسيير-فورسيث كيه، كيل آر إيه (أغسطس 2002). "التجميع الذاتي لمصفوفات الجسيمات النانوية المعدنية بواسطة سقالة الحمض النووي". مجلة أبحاث الجسيمات النانوية . 4 (4): 313-317 . رمز Bibcode : 2002JNR.....4..313X . doi : 10.1023/A:1021145208328 . S2CID 2257083 . 
  13. 1 2 3 طي الحمض النووي: روثيموند، ب. و. (مارس 2006). "طي الحمض النووي لإنشاء أشكال وأنماط نانوية" ( ملف PDF) . مجلة نيتشر . 440 (7082): 297-302 . Bibcode : 2006Natur.440..297R . doi : 10.1038/nature04586 . PMID 16541064. S2CID 4316391 .  
  14. 1 2 طي الحمض النووي: دوغلاس إس إم، ديتز إتش، ليدل تي، هوغبيرغ بي، غراف إف، شيه دبليو إم (مايو 2009). "التجميع الذاتي للحمض النووي في أشكال ثلاثية الأبعاد نانوية" . مجلة نيتشر . 459 (7245): 414-418 . Bibcode : 2009Natur.459..414D . doi : 10.1038/ nature08016 . PMC 2688462. PMID 19458720 .  
  15. ↑ خدمة RF (يونيو 2011). "تقنية النانو الحمض النووي. تقنية النانو الحمض النووي تنمو". مجلة ساينس . 332 (6034): 1140-1143 . Bibcode : 2011Sci...332.1140S . doi : 10.1126/science.332.6034.1140 . PMID 21636754 . 
  16. ↑ التاريخ: هوبكن ك (أغسطس 2011). "نبذة: مُستبصر ثلاثي الأبعاد" . مجلة ساينتست . مؤرشف من الأصل في 10 أكتوبر 2011. تم الاطلاع عليه في 8 أغسطس 2011 .
  17. ١ ٢ ٣ التاريخ: سيمان ، ن. س. (يونيو ٢٠١٠). "تقنية النانو الهيكلية للحمض النووي: النمو جنبًا إلى جنب مع رسائل النانو" . رسائل النانو . ١٠ (٦): ١٩٧١-١٩٧٨ . رمز Bibcode : 2010NanoL..10.1971S . doi : 10.1021/nl101262u . PMC 2901229. PMID 20486672 .  
  18. ١ ٢ ٣ نظرة عامة: ماو سي (ديسمبر ٢٠٠٤). "ظهور التعقيد: دروس من الحمض النووي" . مجلة PLOS Biology . ٢ (١٢): e٤٣١. doi : 10.1371/journal.pbio.0020431 . PMC ٥٣٥٥٧٣. PMID ١٥٥٩٧١١٦ .  
  19. ↑ الخلفية: بيليسكو، جيه إيه (2007). التجميع الذاتي: علم الأشياء التي تُركّب نفسها بنفسها . نيويورك: تشابمان آند هول/سي آر سي. الصفحات 5، 7. ISBN  978-1-58488-687-7.
  20. ↑ الخلفية: لونغ، إي سي (1996). "أساسيات الأحماض النووية". في هيشت، إس إم (محرر). الكيمياء الحيوية العضوية: الأحماض النووية . نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد. الصفحات 4-10 . ISBN  978-0-19-508467-2.
  21. ↑ تقنية النانو باستخدام الحمض النووي الريبي: تشوروس أ، سيفيركان إ، كويفمان أ.ي، وينكام ب، أورودجيف إ، هانزما هـ.ج، ياغر ل (ديسمبر 2004). "بناء ألغاز تركيب قابلة للبرمجة باستخدام الحمض النووي الريبي". مجلة ساينس . 306 (5704): 2068-2072 . رمز Bibcode : 2004Sci...306.2068C . doi : 10.1126/science.1104686 . PMID 15604402. S2CID 9296608 .  
  22. ↑ تقنية النانو القائمة على الحمض النووي الريبي: غو ب (ديسمبر 2010). "المجال الناشئ لتقنية النانو القائمة على الحمض النووي الريبي" . مجلة نيتشر لتقنية النانو . 5 (12): 833-842 . Bibcode : 2010NatNa...5..833G . doi : 10.1038/nnano.2010.231 . PMC 3149862. PMID 21102465 .  
  23. ١ ٢ ٣ ٤ تقنية النانو الديناميكية للحمض النووي: Zhang DY, Seelig G (فبراير ٢٠١١). "تقنية النانو الديناميكية للحمض النووي باستخدام تفاعلات إزاحة السلسلة". Nature Chemistry . ٣ (٢): ١٠٣-١١٣ . Bibcode : 2011NatCh...3..103Z . doi : 10.1038/nchem.957 . PMID 21258382 . 
  24. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ تقنية النانو الهيكلية للحمض النووي: سيمان ، ن. س. (نوفمبر ٢٠٠٧). "نظرة عامة على تقنية النانو الهيكلية للحمض النووي" . التكنولوجيا الحيوية الجزيئية . ٣٧ (٣): ٢٤٦-٢٥٧ . doi : 10.1007/s12033-007-0059-4 . PMC 3479651. PMID 17952671 .  
  25. ↑ تقنية النانو الديناميكية للحمض النووي: لو ي، ليو ج (ديسمبر 2006). "تقنية النانو الوظيفية للحمض النووي: تطبيقات ناشئة لإنزيمات الحمض النووي والأبتاميرات". الرأي الحالي في التكنولوجيا الحيوية . 17 (6): 580-588 . doi : 10.1016/j.copbio.2006.10.004 . PMID 17056247 . 
  26. ↑ محاكاة بنى الحمض النووي: دوي جيه بي، أولدريدج تي إي، لويس إيه إيه، رومانو إف، شولك بي، ماتيك سي، وآخرون (ديسمبر 2013). "تقريب الحمض النووي لمحاكاة تقنية النانو للحمض النووي". الكيمياء الفيزيائية والكيمياء الفيزيائية . 15 ( 47): 20395-20414 . arXiv : 1308.3843 . Bibcode : 2013PCCP...1520395D . doi : 10.1039/C3CP53545B . PMID 24121860. S2CID 15324396 .   
  27. ↑ مصفوفات أخرى: سترونغ إم (مارس 2004). "الآلات النانوية البروتينية" . مجلة PLOS Biology . 2 (3): E73. doi : 10.1371/journal.pbio.0020073 . PMC 368168. PMID 15024422 .  
  28. ↑ يان هـ، بارك ش.هـ، فينكلشتاين ج، ريف ج.هـ، لابين ت.هـ (سبتمبر 2003). "التجميع الذاتي لمصفوفات البروتين والأسلاك النانوية عالية التوصيل باستخدام قالب الحمض النووي". مجلة ساينس . 301 (5641): 1882-1884 . Bibcode : 2003Sci...301.1882Y . doi : 10.1126/science.1089389 . PMID 14512621. S2CID 137635908 .  
  29. ١ ٢ التجميع الذاتي الخوارزمي: روثيموند، ب. و.، باباداكيس، ن.، وينفري، إ. (ديسمبر ٢٠٠٤). " التجميع الذاتي الخوارزمي لمثلثات سيربينسكي الحمض النووي" . مجلة PLOS Biology . ٢ (١٢): e٤٢٤. doi : ١٠.١٣٧١/journal.pbio.٠٠٢٠٤٢٤ . PMC ٥٣٤٨٠٩. PMID ١٥٥٨٣٧١٥ .  
  30. ↑ مصفوفات DX: وينفري إي، ليو إف، وينزلر إل إيه، سيمان إن سي (أغسطس 1998). "تصميم وتجميع ذاتي لبلورات الحمض النووي ثنائية الأبعاد". نيتشر . 394 ( 6693): 539-544 . Bibcode : 1998Natur.394..539W . doi : 10.1038/28998 . PMID 9707114. S2CID 4385579 .  
  31. ↑ مصفوفات DX: ليو ف، شا ر، سيمان ن.س (10 فبراير 1999). "تعديل خصائص سطح بلورات الحمض النووي ثنائية الأبعاد". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 121 (5): 917-922 . Bibcode : 1999JAChS.121..917L . doi : 10.1021/ja982824a .
  32. ↑ مصفوفات أخرى: ماو سي، صن دبليو، سيمان إن سي (16 يونيو 1999). "مصفوفات وصلات هوليداي ثنائية الأبعاد المصممة للحمض النووي والمصورة بواسطة مجهر القوة الذرية". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 121 (23): 5437-5443 . رمز Bibcode : 1999JAChS.121.5437M . doi : 10.1021/ja9900398 .
  33. ↑ مصفوفات أخرى: كونستانتينو، ب. إي.، وانغ، ت.، كوباتش، ج.، إسرائيل، ل. ب.، تشانغ، إكس.، دينغ، ب.، وآخرون . (سبتمبر 2006). "التماسك المزدوج في تقنية النانو الهيكلية للحمض النووي" . الكيمياء العضوية والبيولوجية الجزيئية . 4 (18): 3414-3419 . doi : 10.1039/b605212f . PMC 3491902. PMID 17036134 .   
  34. ↑ مصفوفات أخرى: ماثيو إف، لياو إس، كوباتش جيه، وانغ تي، ماو سي، سيمان إن سي (أبريل 2005). "حزم حلزونية سداسية مصممة من الحمض النووي" . رسائل نانو . 5 (4): 661-665 . رمز Bibcode : 2005NanoL...5..661M . doi : 10.1021/nl050084f . PMC 3464188. PMID 15826105 .  
  35. ↑ التجميع الذاتي الخوارزمي: باريش، آر. دي.، روثيموند، بي. دبليو.، وينفري، إي. (ديسمبر 2005). "عمليتان حسابيتان أساسيتان للتجميع الذاتي الخوارزمي: النسخ والعد". رسائل نانو . 5 (12): 2586-2592 . رمز Bibcode : 2005NanoL...5.2586B . CiteSeerX 10.1.1.155.676 . doi : 10.1021/nl052038l . PMID 16351220 .  
  36. ١ ٢ ٣ ٤ التصميم: فيلدكامب يو، نيمير سي إم (مارس ٢٠٠٦). "التصميم العقلاني للهياكل النانوية للحمض النووي". Angewandte Chemie . ٤٥ (١٢): ١٨٥٦-١٨٧٦ . Bibcode : 2006ACIE...45.1856F . doi : 10.1002/anie.200502358 . PMID 16470892 . 
  37. ↑ أنابيب الحمض النووي النانوية: روثيموند، ب. و.، إيكاني-نكودو، أ.، باباداكيس، ن.، كومار، أ.، فيجنسون، د. ك.، وينفري، إ. (ديسمبر 2004). "تصميم وتوصيف أنابيب الحمض النووي النانوية القابلة للبرمجة" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 126 (50): 16344-16352 . Bibcode : 2004JAChS.12616344R . doi : 10.1021/ja044319l . PMID 15600335 . 
  38. ↑ أنابيب الحمض النووي النانوية: ين ب، هاريادي ر.ف، ساهو س، تشوي هـ.م، بارك ش.هـ، لابيان ت.هـ، ريف ج.هـ (أغسطس 2008). "برمجة محيط أنابيب الحمض النووي" . مجلة ساينس . 321 (5890): 824-826 . رمز Bibcode : 2008Sci...321..824Y . doi : 10.1126/science.1157312 . PMID 18687961. S2CID 12100380 .  
  39. ↑ المصفوفات ثلاثية الأبعاد: Zheng J, Birktoft JJ, Chen Y, Wang T, Sha R, Constantinou PE, et al. (سبتمبر 2009). "من الجزيئي إلى العياني عبر التصميم العقلاني لبلورة الحمض النووي ثلاثية الأبعاد ذاتية التجميع" . Nature . 461 ( 7260): 74–77 . Bibcode : 2009Natur.461...74Z . doi : 10.1038/nature08274 . PMC 2764300. PMID 19727196 .   
  40. ↑ متعددات السطوح من الحمض النووي: تشانغ واي، سيمان إن سي (1 مارس 1994). "بناء ثماني السطوح مُقتطع من الحمض النووي". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 116 (5): 1661-1669 . رمز Bibcode : 1994JAChS.116.1661Z . doi : 10.1021/ja00084a006 .
  41. ↑ متعددات وجوه الحمض النووي: شيه دبليو إم، كويسب جيه دي، جويس جي إف (فبراير 2004). "حمض نووي أحادي السلسلة بطول 1.7 كيلوبايت يلتف ليشكل ثماني السطوح نانوي الحجم". نيتشر . 427 ( 6975): 618-621 . Bibcode : 2004Natur.427..618S . doi : 10.1038/nature02307 . PMID 14961116. S2CID 4419579 .  
  42. ↑ تيخوميروف ج، بيترسن ب، تشيان ل (ديسمبر 2017). "التجميع الفركتلي لمصفوفات أوريغامي الحمض النووي على مقياس الميكرومتر بأنماط عشوائية" . نيتشر . 552 ( 7683): ​​67-71 . Bibcode : 2017Natur.552...67T . doi : 10.1038/nature24655 . PMID 29219965. S2CID 4455780 .  
  43. 1 2 صناديق الحمض النووي: أندرسن إي إس، دونغ إم، نيلسن إم إم، جان كيه، سوبراماني آر، ممدوح دبليو، وآخرون (مايو 2009). "التجميع الذاتي لصندوق حمض نووي نانوي بغطاء قابل للتحكم". مجلة نيتشر . 459 (7243): 73-76 . Bibcode : 2009Natur.459...73A . doi : 10.1038/nature07971 . hdl : 11858/00-001M- 0000-0010-9363-9 . PMID 19424153. S2CID 4430815 .   
  44. ↑ صناديق الحمض النووي: كي واي، شارما جيه، ليو إم، جان كيه، ليو واي، يان إتش (يونيو 2009). "هيكل الحمض النووي المطوي على شكل حاوية جزيئية رباعية الأوجه من الحمض النووي". رسائل نانو . 9 (6): 2445-2447 . رمز Bibcode : 2009NanoL...9.2445K . doi : 10.1021/nl901165f . PMID 19419184 . 
  45. ↑ زابوروفا، أو. في.؛ فوينوفا، أ. د.؛ شميكوف، ب. د.؛ سيرجييف، ف. ج. (2021). "جسيمات نانوية دهنية صلبة لتغليف الأحماض النووية" . مراجعات وتطورات في الكيمياء . 11 ( 3-4 ): 178-188 . doi : 10.1134/S2079978021030055 . ISSN 2634-8276 . S2CID 246946068 .  
  46. ↑ نظرة عامة: إندو م، سوجياما هـ (أكتوبر 2009). " الأساليب الكيميائية لتقنية النانو الحمض النووي". ChemBioChem . 10 (15): 2420-2443 . doi : 10.1002/cbic.200900286 . PMID 19714700. S2CID 205554125 .  
  47. ↑ الهندسة النانوية: Zheng J, Constantinou PE, Micheel C, Alivisatos AP, Kiehl RA, Seeman NC (يوليو 2006). " مصفوفات الجسيمات النانوية ثنائية الأبعاد تُظهر القدرة التنظيمية لأنماط الحمض النووي القوية" . رسائل نانو . 6 (7): 1502-1504 . Bibcode : 2006NanoL...6.1502Z . doi : 10.1021/nl060994c . PMC 3465979. PMID 16834438 .  
  48. ↑ الهندسة النانوية: بارك إس إتش، بيستول سي، آهن إس جيه، ريف جيه إتش، ليبك إيه آر، دوير سي، لابين تي إتش (يناير 2006). "شبكات بلاط الحمض النووي ذات الحجم المحدود والقابلة للعنونة بالكامل، والمُشكَّلة بواسطة إجراءات التجميع الهرمي" . Angewandte Chemie . 45 (5): 735-739 . Bibcode : 2006AngCh.118.6759P . doi : 10.1002/ange.200690141 . PMID 16374784 . 
  49. ↑ الهندسة النانوية: كوهين، جيه دي، وسادوفسكي، جيه بي، وديرفان، بي بي (22 أكتوبر 2007). " معالجة الجزيئات المفردة على هياكل الحمض النووي النانوية" . Angewandte Chemie . 46 (42): 7956-7959 . Bibcode : 2007ACIE...46.7956C . doi : 10.1002/anie.200702767 . PMID 17763481. مؤرشف من الأصل في 15 سبتمبر 2020. تم الاسترجاع في 2 يوليو 2020 . 
  50. ↑ الهندسة النانوية: ماون إتش تي، هان إس بي، باريش آر دي، بوكراث إم، جودارد دبليو إيه، روثيموند بي دبليو، وينفري إي (يناير 2010). "التجميع الذاتي لأنابيب الكربون النانوية في أشكال هندسية ثنائية الأبعاد باستخدام قوالب أوريغامي الحمض النووي" . مجلة نيتشر لتكنولوجيا النانو . 5 (1): 61-66 . رمز Bibcode : 2010NatNa...5...61M . doi : 10.1038/nnano.2009.311 . PMID 19898497 . 
  51. ↑ الهندسة النانوية: ليو جيه، جينج واي، باوند إي، جياوالي إس، أشتون جي آر، هيكي جي، وآخرون . (مارس 2011). “معدنة اوريغامي الحمض النووي المتفرع لتصنيع الدوائر الإلكترونية النانوية”. ايه سي اس نانو . 5 (3): 2240–2247 . بيب كود : 2011ACSNa...5.2240L . دوى : 10.1021/nn1035075 . بميد 21323323 .  
  52. ↑ الهندسة النانوية: دينغ ز، ماو سي (أغسطس 2004). "الطباعة الحجرية الجزيئية باستخدام هياكل الحمض النووي النانوية". Angewandte Chemie . 43 (31): 4068–4070 . Bibcode : 2004ACIE...43.4068D . doi : 10.1002/anie.200460257 . PMID 15300697 . 
  53. ↑ آلات الحمض النووي: ماو سي، صن دبليو، شين زد، سيمان إن سي (يناير 1999). "جهاز نانوميكانيكي قائم على انتقال بيلوسوف-جابوتينسكي للحمض النووي". مجلة نيتشر . 397 (6715): 144-146 . Bibcode : 1999Natur.397..144M . doi : 10.1038/16437 . PMID 9923675. S2CID 4406177 .  
  54. ↑ آلات الحمض النووي: يورك ب، توربرفيلد أ ج، ميلز أ ب، سيميل ف س، نيومان ج ل (أغسطس 2000). "آلة جزيئية تعمل بالحمض النووي مصنوعة من الحمض النووي". نيتشر . 406 ( 6796): 605-608 . Bibcode : 2000Natur.406..605Y . doi : 10.1038/35020524 . PMID 10949296. S2CID 2064216 .  
  55. ↑ آلات الحمض النووي: يان هـ، تشانغ إكس، شين زد، سيمان إن سي (يناير 2002). "جهاز ميكانيكي قوي للحمض النووي يتم التحكم فيه بواسطة طوبولوجيا التهجين". نيتشر . 415 ( 6867): 62-65 . Bibcode : 2002Natur.415...62Y . doi : 10.1038/415062a . PMID 11780115. S2CID 52801697 .  
  56. ↑ آلات الحمض النووي: فينغ إل، بارك إس إتش، ريف جيه إتش، يان إتش (سبتمبر 2003). "شبكة حمض نووي ثنائية الحالة يتم تبديلها بواسطة مُشغِّل نانوي للحمض النووي". Angewandte Chemie . 42 (36): 4342–4346 . Bibcode : 2003AngCh.115.4478F . doi : 10.1002/ange.200351818 . PMID 14502706 . 
  57. ↑ آلات الحمض النووي: غودمان آر بي، هايليمان إم، دوس إس، إربن سي إم، كابانيديس إيه إن، توربرفيلد إيه جيه (فبراير 2008). "هياكل نانوية ثلاثية الأبعاد قابلة لإعادة التشكيل ومدعمة من الحمض النووي". مجلة نيتشر لتقنية النانو . 3 (2): 93-96 . رمز Bibcode : 2008NatNa...3...93G . doi : 10.1038/nnano.2008.3 . PMID 18654468 . 
  58. ↑ التطبيقات: دوغلاس إس إم، باشيليت آي، تشيرش جي إم (فبراير 2012). "روبوت نانوي مُتحكم به منطقيًا لنقل الحمولات الجزيئية بشكل مُستهدف". مجلة ساينس . 335 (6070): 831-834 . Bibcode : 2012Sci...335..831D . doi : 10.1126/science.1214081 . PMID 22344439. S2CID 9866509 .  
  59. ↑ سينتولا، ماتياس؛ بوبلتون، إريك؛ راي، سوجاي؛ سينتولا، مارتن؛ ويلتي، روب؛ فاليرو، جوليان؛ والتر، نيلز ج.؛ شولتز، بيتر؛ فامولوك، مايكل (19 أكتوبر 2023). "محرك نانوي نابض إيقاعيًا من الحمض النووي بتقنية طي الورق ، يُحرك تابعًا سلبيًا" . مجلة نيتشر لتقنية النانو . 19 (2): 226-236 . doi : 10.1038/s41565-023-01516-x . ISSN 1748-3395 . PMC 10873200. PMID 37857824 .   
  60. ↑ أودونو، هيروتاكي؛ نومورا، شين-إيتشيرو م.؛ تاكينو، ماساهيرو (14 مايو 2025). "الحركات الميكانيكية والاتجاهية المُتحكَّم بها عن بُعد لمكثفات الحمض النووي القابلة للتحويل الضوئي" . نيتشر كوميونيكيشنز . 16 (1) 4479. doi : 10.1038/s41467-025-59100-x . PMC 12078559 . 
  61. ↑ مُتَوَحِّدات الحمض النووي: شين جيه إس، بيرس إن إيه (سبتمبر 2004). "مُتَوَحِّد حمض نووي اصطناعي للنقل الجزيئي" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 126 (35): 10834-10835 . Bibcode : 2004JAChS.12610834S . doi : 10.1021/ja047543j . PMID 15339155 . 
  62. ↑ أجهزة المشي على الحمض النووي: شيرمان دبليو بي، سيمان إن سي (يوليو 2004). "جهاز مشي ثنائي الأرجل دقيق التحكم مصنوع من الحمض النووي". رسائل نانو . 4 (7): 1203-1207 . رمز Bibcode : 2004NanoL...4.1203S . doi : 10.1021/nl049527q .
  63. ^ مشوا الحمض النووي: Škugor M، Valero J، Murayama K، Centola M، Asanuma H، Famulok M (مايو 2019). “جهاز DNA غير المستقل للتحكم بالصورة بشكل متعامد”. أنجيواندتي كيمي . 58 (21): 6948–6951 . بيب كود : 2019ACIE...58.6948S . دوى : 10.1002/anie.201901272 . بميد 30897257 . S2CID 85446523 .  
  64. ↑ مُتَوَسِّطُ الْدِينَا: تيان ي، هي ي، تشين ي، ين ب، ماو س (يوليو 2005). "إنزيم دِينَا يسير بشكل متواصل وتلقائي على طول مسار أحادي البُعد". Angewandte Chemie . 44 (28): 4355–4358 . Bibcode : 2005AngCh.117.4429T . doi : 10.1002/ange.200500703 . PMID 15945114 . 
  65. ↑ سائرون الحمض النووي: باث جيه، غرين إس جيه، توربرفيلد إيه جيه (يوليو 2005). "محرك حمض نووي حر الحركة يعمل بواسطة إنزيم قاطع". Angewandte Chemie . 44 (28): 4358–4361 . Bibcode : 2005ACIE...44.4358B . doi : 10.1002/anie.200501262 . PMID 15959864 . 
  66. ↑ مركبات الحمض النووي الوظيفية: لوند ك، مانزو أ ج، دابي ن، ميشيلوتي ن، جونسون-باك أ، نانغريف ج، وآخرون (مايو 2010). "الروبوتات الجزيئية الموجهة بواسطة بيئات محددة مسبقًا" . مجلة نيتشر . 465 (7295): 206-210 . Bibcode : 2010Natur.465..206L . doi : 10.1038/ nature09012 . PMC 2907518. PMID 20463735 .   
  67. ↑ مركبات الحمض النووي الوظيفية المتحركة: فاليرو ج، بال ن، داكال س، والتر ن ج، فامولوك م (يونيو 2018). "محرك نانوي هجين حيوي من الحمض النووي، دوار-ثابت، يتحرك على مسارات محددة مسبقًا" . مجلة نيتشر لتكنولوجيا النانو . 13 (6): 496-503 . Bibcode : 2018NatNa..13..496V . doi : 10.1038/s41565-018-0109-z . PMC 5994166. PMID 29632399 .  
  68. ↑ مُتَوَسِّطات الحمض النووي الوظيفية: هي واي، ليو دي آر (نوفمبر 2010). "تخليق عضوي متعدد الخطوات ذاتي التشغيل في محلول متساوي الحرارة واحد بوساطة مُتَوَسِّط الحمض النووي" . مجلة نيتشر لتقنية النانو . 5 (11): 778-782 . Bibcode : 2010NatNa...5..778H . doi : 10.1038/nnano.2010.190 . PMC 2974042. PMID 20935654 .  
  69. ↑ بان جيه، لي إف، تشا تي جي، تشين إتش، تشوي جيه إتش (أغسطس 2015). "التقدم الأخير في مجال المشي الآلي القائم على الحمض النووي". الرأي الحالي في التكنولوجيا الحيوية . 34 : 56-64 . doi : 10.1016/j.copbio.2014.11.017 . PMID 25498478 . 
  70. ١ ٢ ٣ التجميع الحركي: ين ب، تشوي هـ م، كالفيرت س ر، بيرس ن أ (يناير ٢٠٠٨). "برمجة مسارات التجميع الذاتي للجزيئات الحيوية" . نيتشر . ٤٥١ ( ٧١٧٦): ٣١٨-٣٢٢ . Bibcode : 2008Natur.451..318Y . doi : 10.1038/nature06451 . PMID 18202654. S2CID 4354536 .  
  71. ↑ بوابات المنطق الضبابي والبولياني القائمة على الحمض النووي: زاديجان آر إم، جيبسن إم دي، هيلدبراندت إل إل، بيركيدال في، كيمز جيه (أبريل 2015). "بناء بوابات المنطق الضبابي والبولياني القائمة على الحمض النووي". سمول . 11 (15): 1811-1817 . Bibcode : 2015Small..11.1811Z . doi : 10.1002/smll.201402755 . PMID 25565140 . 
  72. ↑ سلسلة إزاحة السلاسل: سيليغ جي، سولوفيتشيك دي، تشانغ دي واي، وينفري إي (ديسمبر 2006). "دوائر منطقية من الأحماض النووية خالية من الإنزيمات" . مجلة ساينس . 314 (5805): 1585-1588 . رمز Bibcode : 2006Sci...314.1585S . doi : 10.1126/science.1132493 . PMID 17158324. S2CID 10966324 .  
  73. ↑ سلسلة إزاحة السلاسل: تشيان إل، وينفري إي (يونيو 2011). "توسيع نطاق حسابات الدوائر الرقمية باستخدام سلسلة إزاحة سلاسل الحمض النووي". مجلة ساينس . 332 (6034): 1196-1201 . رمز Bibcode : 2011Sci...332.1196Q . doi : 10.1126/science.1200520 . PMID 21636773. S2CID 10053541 .  
  74. ↑ التطبيقات: ريتمان إي. أ. (2001). الهندسة الجزيئية للأنظمة النانوية . سبرينغر. ص 209-212 . ISBN  978-0-387-98988-4تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 أبريل 2011 .
  75. ↑ Zadegan RM، Jepsen MD، Thomsen KE، Okholm AH، Schaffert DH، Andersen ES، et al. (نوفمبر 2012). “بناء أوريغامي صندوق DNA ثلاثي الأبعاد قابل للتحويل مكون من 4 زيبتوليتر”. ايه سي اس نانو . 6 (11): 10050–10053 . بيب كود : 2012ACSNa...610050Z . دوى : 10.1021/nn303767b . بميد 23030709 .  
  76. ↑ التطبيقات: جونغمان ر، رينر س، سيميل إف سي (أبريل 2008). " من تقنية النانو الحمض النووي إلى البيولوجيا التركيبية" . مجلة HFSP . 2 (2): 99-109 . doi : 10.2976/1.2896331 . PMC 2645571. PMID 19404476 .  
  77. ↑ لوفي، هوارد (5 يوليو 2011). "أقفاص الحمض النووي قادرة على إطلاق الأدوية داخل الخلايا" . fiercedrugdelivery.com. مؤرشف من الأصل في 27 سبتمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 22 سبتمبر 2013 .
  78. ↑ والش، أ.س.، ين، هـ.، إربن، س.م.، وود، م.ج.، توربرفيلد، أ.ج. (يوليو 2011). "توصيل الحمض النووي إلى خلايا الثدييات باستخدام أقفاص الحمض النووي". مجلة ACS Nano . 5 (7): 5427-5432 . Bibcode : 2011ACSNa...5.5427W . doi : 10.1021/nn2005574 . PMID: 21696187 . 
  79. ↑ ترافون، آن (4 يونيو 2012). "باحثون يحققون تداخل الحمض النووي الريبوزي، في حزمة أخف وزنًا" . أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . تم الاسترجاع في 22 سبتمبر 2013 .
  80. ↑ لي هـ، ليتون-جين أ.ك، تشين ي، لوف ك.ت، بارك أ.إ، كاراغيانيس إ.د، وآخرون . (يونيو 2012). "جسيمات نانوية من الحمض النووي ذاتية التجميع الجزيئي لتوصيل siRNA المستهدف في الجسم الحي" . مجلة نيتشر لتقنية النانو . 7 (6): 389-393 . Bibcode : 2012NatNa...7..389L . doi : 10.1038/NNANO.2012.73 . PMC 3898745. PMID 22659608 .   
  81. ↑ كيم كيه آر، كيم دي آر، لي تي، يي جيه واي، كيم بي إس، كوون آي سي، آهن دي آر (مارس 2013). "إيصال الدواء بواسطة رباعي السطوح DNA ذاتي التجميع للتغلب على مقاومة الأدوية في خلايا سرطان الثدي". مجلة الاتصالات الكيميائية . 49 (20): 2010-2012 . doi : 10.1039/c3cc38693g . PMID 23380739 . 
  82. ↑ سونداه، ن. ر.، هو، ن. ر.، ليم، ج. س.، ناتاليا، أ.، دينغ، ش.، ليو، ي.، وآخرون . (سبتمبر 2019). "بنى نانوية من الحمض النووي مُرمَّزة لتحديد التوزيع المتعدد للبروتينات داخل الخلايا". مجلة نيتشر للهندسة الطبية الحيوية . 3 (9): 684-694 . doi : 10.1038/s41551-019-0417-0 . PMID 31285580. S2CID 195825879 .   
  83. ↑ قنوات أيونات الحمض النووي: لانجيكر م، أرنوت ف، مارتن ت ج، ليست ج، رينر س، ماير م، وآخرون (نوفمبر 2012). "قنوات غشائية دهنية اصطناعية مُشكَّلة بواسطة هياكل نانوية مُصمَّمة من الحمض النووي" . مجلة ساينس . 338 (6109): 932-936 . Bibcode : 2012Sci...338..932L . doi : 10.1126/science.1225624 . PMC 3716461. PMID 23161995 .   
  84. ١ ٢ قنوات أيونية في الحمض النووي: غوبفريش ك، لي سي واي، ماميس آي، بهاميديماري إس بي، ريتشي إم، يو جيه، وآخرون (يوليو ٢٠١٦). "قنوات أيونية مصنوعة من جزيء مزدوج واحد من الحمض النووي يمتد عبر الغشاء" . رسائل نانو . ١٦ (٧): ٤٦٦٥-٤٦٦٩ . رمز Bibcode : 2016NanoL..16.4665G . doi : 10.1021/acs.nanolett.6b02039 . PMC 4948918. PMID 27324157 .   
  85. ↑ قنوات أيونات الحمض النووي: بيرنز جيه آر، ستولز إي، هووركا إس (يونيو 2013). "مسام نانوية ذاتية التجميع من الحمض النووي تمتد عبر طبقات الدهون الثنائية". رسائل نانو . 13 (6): 2351-2356 . Bibcode : 2013NanoL..13.2351B . CiteSeerX 10.1.1.659.7660 . doi : 10.1021/nl304147f . PMID 23611515 .  
  86. ↑ قنوات أيونات الحمض النووي: بيرنز جيه آر، غوبفريش كيه، وود جيه دبليو، ثاكر في في، ستولز إي، كايزر يو إف، هووركا إس (نوفمبر 2013). "مسام نانوية للحمض النووي تمتد عبر طبقة ثنائية من الدهون مع مرساة بورفيرين ثنائية الوظيفة" . Angewandte Chemie . 52 (46): 12069–12072 . doi : 10.1002/anie.201305765 . PMC 4016739. PMID 24014236 .  
  87. ↑ قنوات أيونات الحمض النووي: سيفرت أ، غوبفريش ك، بيرنز جيه آر، فيرتيغ ن، كايزر يو إف، هووركا إس (فبراير 2015). "مسام نانوية ثنائية الطبقة للحمض النووي مع تبديل الجهد بين حالتي الفتح والإغلاق" . ACS Nano . 9 (2): 1117-1126 . Bibcode : 2015ACSNa...9.1117S . doi : 10.1021/ nn5039433 . PMC 4508203. PMID 25338165 .  
  88. ↑ قنوات أيونات الحمض النووي: غوبفريش ك، زتل ت، ميجرينغ أ.إ، هيرنانديز-أينسا س، كوجابي س، ليدل ت، كايزر يو.إف (مايو 2015). "تحفز هياكل بلاطات الحمض النووي تيارات أيونية عبر الأغشية الدهنية" . رسائل نانو . 15 (5): 3134-3138 . Bibcode : 2015NanoL..15.3134G . doi : 10.1021/acs.nanolett.5b00189 . PMID 25816075 . 
  89. ↑ قنوات أيونات الحمض النووي: بيرنز جيه آر، سيفرت إيه، فيرتيغ إن، هووركا إس (فبراير 2016). "قناة حيوية محاكاة تعتمد على الحمض النووي لنقل الشحنات الجزيئية المشحونة عبر غشاء بيولوجي، يتم التحكم فيه بواسطة الربيطة" . مجلة نيتشر لتقنية النانو . 11 (2): 152-156 . Bibcode : 2016NatNa..11..152B . doi : 10.1038/nnano.2015.279 . PMID 26751170 . 
  90. ↑ قنوات أيون الحمض النووي: Göpfrich K، Li CY، Ricci M، Bhamidimarri SP، Yoo J، Gyenes B، وآخرون . (سبتمبر 2016). "بورين غشائي كبير التوصيل مصنوع من DNA اوريغامي" . ايه سي اس نانو . 10 (9): 8207– 8214. بيب كود : 2016ACSNa..10.8207G . دوى : 10.1021/acsnano.6b03759 . بمك 5043419 . بميد 27504755 .   
  91. ↑ إنزيم سكرامبليز الحمض النووي: أومان أ، لي سي واي، مافيو سي، النحاس ك، باومان كيه إن، غوبفريش ك، وآخرون (يونيو 2018). "إنزيم اصطناعي مبني من الحمض النووي يقلب 10⁷ جزيء دهني في الثانية في الأغشية البيولوجية" . نيتشر كوميونيكيشنز . 9 (1) 2426. Bibcode : 2018NatCo...9.2426O . doi : 10.1038/s41467-018-04821-5 . PMC 6013447. PMID 29930243 .   
  92. 1 2 3 التصميم: برينمان أ، كوندون أ (25 سبتمبر 2002). "تصميم الخيوط للحوسبة الجزيئية الحيوية" . علوم الحاسوب النظرية . 287 : 39-58 . doi : 10.1016/S0304-3975(02)00135-4 .
  93. ↑ نظرة عامة: لين سي، ليو واي، رينكر إس، يان إتش (أغسطس 2006). "التجميع الذاتي القائم على بلاطات الحمض النووي: بناء هياكل نانوية معقدة". ChemPhysChem . 7 (8): 1641-1647 . doi : 10.1002/cphc.200600260 . PMID 16832805 . 
  94. التصميم: ديركس آر إم، لين إم، وينفري إي، بيرس إن إيه (15 فبراير 2004). "نماذج لتصميم الأحماض النووية الحاسوبي" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 32 ( 4): 1392-1403 . doi : 10.1093/nar / gkh291 . PMC 390280. PMID 14990744 .  
  95. ↑ الطرق: إلينغتون أ، بولارد جيه دي (1 مايو 2001). "تخليق وتنقية قليل النوكليوتيدات". البروتوكولات الحالية في البيولوجيا الجزيئية . 42 : 2.11.1–2.11.25. doi : 10.1002/0471142727.mb0211s42 . ISBN 978-0471142720PMID 18265179 . S2CID 205152989 .​  
  96. ↑ الطرق: إلينغتون أ، بولارد جيه دي (1 مايو 2001). "تنقية قليل النوكليوتيدات باستخدام الرحلان الكهربائي على هلام بولي أكريلاميد مشوه". البروتوكولات الحالية في البيولوجيا الجزيئية . 42 : الوحدة 2.12. doi : 10.1002/0471142727.mb0212s42 . ISBN 978-0471142720PMID 18265180 . S2CID 27187583 .​  
  97. ↑ الطرق: غالاغر إس آر، ديجاردان بي (1 يوليو 2011). "التقدير الكمي للأحماض النووية والبروتينات". البروتوكولات الحالية: التقنيات المختبرية الأساسية . المجلد 5. doi : 10.1002/9780470089941.et0202s5 . ISBN  978-0470089934. S2CID 94329398 . 
  98. ↑ الطرق: تشوري جيه، بولارد جيه دي (1 مايو 2001). "فصل شظايا الحمض النووي الصغيرة بواسطة الرحلان الكهربائي الهلامي التقليدي". البروتوكولات الحالية في البيولوجيا الجزيئية . 47 : الوحدة 2.7. doi : 10.1002/0471142727.mb0207s47 . ISBN 978-0471142720PMID 18265187 . S2CID 43406338 .​  
  99. ↑ الطرق: والتر إن جي (1 فبراير 2003). "استكشاف ديناميكيات بنية الحمض النووي الريبي ووظيفته عن طريق نقل طاقة الرنين الفلوري (FRET)". البروتوكولات الحالية في كيمياء الأحماض النووية . 11 : 11.10.1–11.10.23. doi : 10.1002/0471142700.nc1110s11 . ISBN 978-0471142706PMID 18428904 . S2CID 9978415 .​  
  100. ↑ الطرق: لين سي، كي واي، تشابرا آر، شارما جيه، ليو واي، يان إتش (2011). "تخليق وتوصيف هياكل الحمض النووي النانوية ذاتية التجميع". في زوكيري جي، ساموري بي (محرران). تقنية الحمض النووي النانوية . طرق في البيولوجيا الجزيئية. المجلد 749. الصفحات 1-11 . doi : 10.1007/978-1-61779-142-0_1 . ISBN   978-1-61779-141-3PMID 21674361​​ 
  101. ↑ الطرق: بلومفيلد، ف. أ.، كروثرز، د. م.، تينوكو الابن، إ. (2000). الأحماض النووية: تراكيبها وخصائصها ووظائفها . سوساليتو، كاليفورنيا: منشورات جامعة العلوم. الصفحات 84-86 ، 396-407 . ISBN  978-0-935702-49-1.

للمزيد من القراءة

عام:

مجالات فرعية محددة:

  • باث جيه، وتوربرفيلد إيه جيه (مايو 2007). "آلات النانو الحمض النووي". مجلة نيتشر لتكنولوجيا النانو . 2 (5): 275-284 . رمز Bibcode : 2007NatNa...2..275B . doi : 10.1038/nnano.2007.104 . PMID 18654284 . —مراجعة للأجهزة النانوية الميكانيكية للأحماض النووية
  • فيلدكامب يو، ونيمير سي إم (مارس 2006). "التصميم العقلاني للبنى النانوية للحمض النووي". Angewandte Chemie . 45 (12): 1856-1876 . Bibcode : 2006ACIE...45.1856F . doi : 10.1002/anie.200502358 . PMID 16470892 . —مراجعة من منظور تصميم الهياكل الثانوية
  • لين سي، ليو واي، رينكر إس، يان إتش (أغسطس 2006). "التجميع الذاتي القائم على بلاطات الحمض النووي: بناء هياكل نانوية معقدة". ChemPhysChem . 7 (8): 1641-1647 . doi : 10.1002/cphc.200600260 . PMID 16832805 . —مراجعة موجزة تركز تحديدًا على التجميع القائم على البلاط
  • Zhang DY, Seelig G (فبراير 2011). "تقنية النانو الديناميكية للحمض النووي باستخدام تفاعلات إزاحة السلسلة". Nature Chemistry . 3 (2): 103–113 . Bibcode : 2011NatCh...3..103Z . doi : 10.1038/nchem.957 . PMID 21258382 . —مراجعة لأنظمة الحمض النووي التي تستخدم آليات إزاحة السلسلة