बायोमेडिसिन में अंतर्दृष्टि खुला एक्सेस

अमूर्त

डीएनए नैनो प्रौद्योगिकी का विकास और आणविक चिकित्सा एवं जीव विज्ञान में उपयोग

चक्रवर्ती ए.के., रॉय टी. और मोंडल एस.

डीएनए एक वंशानुगत पदार्थ है जिसमें फॉस्फेट-2'डीऑक्सी राइबोज-ऑर्गेनिक नाइट्रोजनस बेस के सरल और स्थिर निर्माण खंड होते हैं, जिसमें दो एंटी-पैरेलल स्ट्रैंड की एटी-जीसी जोड़ी के साथ अद्वितीय 3-डी संरचना होती है। ठोस या घोल में डीएनए इलेक्ट्रॉनों का एक अच्छा वाहक है और कई प्रोटीन, कार्बनिक अणुओं और धातु आयनों के साथ बंधन दक्षता के साथ जैव-संगत है। सिल्वर-गोल्ड नैनोकणों और कार्बन नैनोकणों में नैनो तकनीक के आगमन के साथ, डीएनए को अब नैनो तकनीक सामग्री के अच्छे स्रोत के रूप में उपयोग किया गया है। डीएनए नैनो तकनीक में, वॉटसन-क्रिक डीएनए अणुओं को शर्करा और फॉस्फेट ऑक्सीजन और बेस नाइट्रोजन के मुक्त इलेक्ट्रॉनों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण के कारण विशेष भौतिक स्थितियों के तहत 10-100 एनएम आकार की सीमा में विभिन्न नैनोस्ट्रक्चर में व्यवस्थित किया जाता है। हालांकि, ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड स्टेपल स्ट्रैंड के बीच अलग-अलग कोसिव या चिपचिपे सिरे या लूप संरचनाओं ने विभिन्न आकृतियों के साथ 3-डी डीएनए नैनोस्ट्रक्चर बनाने में मदद की है। गुणसूत्रों के क्रॉसओवर के दौरान हॉलिडे जंक्शन का निर्माण डीएनए नैनो तकनीक का आधार है क्योंकि लाखों गुना कॉम्पैक्ट 3-डी डीएनए संरचना डीएनए में ही विरासत में मिलती है। डीएनए टाइलें हाइड्रोजन बॉन्डेड कुछ ऑलिगोन्युक्लियोटाइड्स हैं जो दोनों सिरों पर आपस में क्रॉस शेयरिंग करते हैं। डीएनए-ओरिगेमी तब होता है जब एक बड़ा सिंगल स्ट्रैंडेड सर्कुलर डीएनए सैकड़ों छोटे एंटीसेंस ऑलिगोन्युक्लियोटाइड स्टेपल स्ट्रैंड्स के साथ अलग-अलग स्थितियों में अलग-अलग आकार देते हुए क्रॉसओवर करता है। सिद्धांत रूप में, जब डीएनए टाइल या डीएनए ओरिगेमी को 10-20 mM MgCl ₂ की उपस्थिति में 90°C से 4°C संक्रमण पर क्रिस्टल गठन के लिए छोड़ दिया जाता है, तो डीएनए नैनोक्रिस्टल बनते हैं। इस प्रकार, डीएनए नैनोकेज में सोने और चांदी के साथ-साथ कई दवाओं को भी लगाया गया था जो कई रोगजनकों और कैंसर कोशिकाओं को लक्षित करते थे। इस तरह के सह-क्रिस्टलीकृत नैनो-ड्रग डिलीवरी सिस्टम को एंटीसेंस/राइबोजाइम/डाइसर आणविक चिकित्सा में भी एकीकृत किया गया है। हाल ही में, प्रोटीन या सेल्यूलोज के साथ डीएनए को संयोजित करने और स्ट्रेप्टाविडिन-बायोटिन के साथ क्रॉस-लिंक करने वाले ठोस डीएनए नैनोटेक्नोलॉजी अनुप्रयोगों का उपयोग नैनोचिप, नैनोसेंसर और नैनो-रोबोटिक प्रौद्योगिकियों में किया जाता है।