UNIVERSITETI LA SAPIENZA ZHVILLOI FORMULËN MATEMATIKORE PËR TË NDËRTUAR ADN-në PA GABIME.

Romë, Itali | Hulumtimi ndërkombëtar, në të cilin një ekip i universiteteit La Sapienza bashkëpunoi, ka zhvilluar një metodë për të identifikuar zgjidhjen optimale dhe më efikase për ndërtimin e strukturave komplekse me tulla të ADN-së, përmes një mekanizmi vetë-montues.

Zbulimi hap perspektiva të reja për projektimin e nanomaterialeve dhe për aplikime në fusha të tilla si fotonika dhe nanoelektronika.

Rezultatet janë publikuar në revistën Shkenca (Science).

Të gjithë fëmijët, duke pasur në duar copa mozaikësh, janë përpjekur të paktën një herë të krijojnë një ndërtim ose të rikompozojnë imazhin e fshehur në pllaka.

Të qenit në gjendje për të mbledhur molekulat e ADN-së, sikur të ishin copa mozaikësh ose pjesë të një enigme, për të krijuar struktura komplekse si kristalet, është kufiri i fundit i fizikës.

ADN-ja mund të përdoret për këtë qëllim, falë komplementaritetit të katër bazave azotike, gjë që e bën atë shumë të gjithanshme dhe të përshtatshme për t'u bashkuar në komponime.

Nëpërmjet një mekanizmi të quajtur “vetë-montim” vetë molekulat, madje në numër të madh, formojnë një strukturë të organizuar si pasojë e ndërveprimeve specifike dhe lokale midis përbërësve, pa veprime të jashtme.

Megjithatë, arritja dhe kontrollimi i vetë-montimit të grimcave nuk është i thjeshtë.

Duke pasur parasysh një strukturë të caktuar, sfida është të jesh në gjendje ta sintetizosh atë në mënyrë korrekte  dhe efikase, duke reduktuar sa më shumë numrin e komponentëve të ndryshëm të nevojshëm.

Një bashkëpunim ndërkombëtar ka kërkuar të hetojë tërësisht problemin në një studim të ardhshëm në Science.

Midis ekspertëve të përfshirë janë edhe z. Lorenco Rovinjati (Lorenzo Rovigatti), z. Françesko Shiortino (Francesco Sciortino) dhe z. Xhan Ruso (John Russo) nga Departamenti i Fizikës në Universitetin Sapienza, së bashku me kolegët nga Ca' Foscari, Columbia dhe Arizona State University.

Duke iu rikthyer shembullit të mëparshëm, copat e mozaikut dhe pjesët e enigmës janë në fakt dy procese ndërtimi alternative dhe të ndryshme.

Të parat janë të gjitha të ngjashme me njëra-tjetrën dhe janë projektuar në mënyrë që ato të mund të lidhen me çdo  copë tjetër për të krijuar forma të pafundme.

Këto të fundit, megjithatë, janë të gjitha të ndryshme dhe janë të lidhura vetëm me korrespondentin e tyre, në një pozicion shumë specifik, për të formuar një dizajn të paracaktuar.

Prandaj, zgjedhja e shkencëtarëve qëndron në mes: jo të gjitha të njëjtat copa të kenë struktura të pafundme, as të gjitha pjesët e ndryshme për të marrë rezultatin e dëshiruar, por numrin minimal të elementeve të ndryshëm për të krijuar saktësisht dhe vetëm konformacionin e dëshiruar.

Çelësi për të arritur te zgjidhja ishte përkthimi i këtij problemi teorik, dhe rrjedhimisht i strukturës së dëshiruar, në një grup klauzolash të thjeshta logjike.

Këto më pas mund të zgjidhen numerikisht, duke marrë kështu një zgjidhje optimale dhe efikase për çdo formë.

Për të demonstruar vlefshmërinë e metodës, autorët vendosën të realizojnë eksperimentalisht vetë-montimin e një kristali të zgjedhur për vetitë e tij fotonike në shkallën nanometrike, piroklorin, një kristal që nuk ekziston në natyrë dhe që konsiderohej i pamundur të krijohej eksperimentalisht - thotë z. Xhan Ruso (John Russo), i Departamentit të Fizikës.

Për ta krijuar atë, u përdorën grimca të përbëra tërësisht nga ADN (në zhargonin origami ADN).

Në këtë mënyrë u bë e mundur të demonstrohej se siç pritej struktura e kërkuar është formuar me saktësi, në një lloj enigme nga vetëm katër lloje pjesësh që grumbullohen në mënyrë të pagabueshme vetë.

“Puna bazohet në idenë e përdorimit të një mjeti matematikor të quajtur ‘Kënaqshmëria Boolean’, i njohur gjithashtu si SAT, për të zgjidhur problemin e vetë-montimit të strukturave të porositura duke filluar nga një numër i kufizuar copash. Avantazhi i përdorimit të SAT është se, përveç marrjes së një zgjidhjeje që mbledh strukturën e porositur të dëshiruar, ai gjithashtu lejon që zgjidhja të rafinohet në mënyrë që çdo strukturë që konkurron me atë të synuar të jetë në disavantazh - deklaron z. Lorenco Rovigatti  i Departamentit të Fizikës.”

Në këtë punë ne aplikojmë këtë teknikë të sofistikuar për projektimin në kompjuter dhe më pas përftimin në laborator të një materiali kristalor që nuk është montuar kurrë më parë, duke demonstruar qartë potencialin e metodës sonë, të cilën e kemi riemërtuar “SAT-Assembly”.

Kjo qasje inovative për formimin spontan të strukturës ofron një perspektivë të re për projektimin e nanomaterialeve, duke mundësuar struktura të përbëra nga miliarda përbërës të rregulluar me saktësi absolute dhe duke hapur rrugën për aplikime në fusha të tilla si fotonika dhe nanoelektronika.

Nga z. Erton Duka.

© Copyright | Agjencia Telegrafike Vox

Ne të njohim me botën | www.007vox.com | Burimi yt i informacionit

Want to read more?

Subscribe to 007vox.com to keep reading this exclusive post.

Subscribe Now