Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Bytte DNA og RNA på og av

Anonim

DNA og RNA er naturlig polariserte molekyler som inneholder elektriske dipolmomenter på grunn av tilstedeværelsen av et signifikant antall ladede atomer ved nøytral pH. Forskere mener at disse molekylene har en innebygget polaritet som kan omorienteres eller reverseres helt eller delvis under et elektrisk felt - en egenskap som kalles bioferroelektrisk. Imidlertid er mekanismen for disse egenskapene uklare. I en ny studie publisert i EPJ E, See-Chuan Yam fra Universitetet i Malaya, Kuala Lumpur, Malaysia og kolleger, viser at alle DNA- og RNA-byggeblokkene eller nukleobasene viser en ikke-nullpolarisasjon i nærvær av polar atomer eller molekyler som amidogen og karbonyl. De har to stabile stater som indikerer at DNA og RNA i utgangspunktet har minneegenskaper, akkurat som et ferroelektrisk eller ferromagnetisk materiale. Dette er relevant for å finne bedre måter å lagre data på i DNA og RNA fordi de har høy kapasitet til lagring og tilbyr et stabilt lagringsmedium. Slike fysiske egenskaper kan spille en viktig rolle i biologiske prosesser og funksjoner. Spesielt kan disse egenskapene også være svært nyttige for mulige anvendelser som en biosensor for å oppdage DNA-skade og mutasjon.

annonse


I dette arbeidet bruker forfatterne beregningsmolekylær modellering for å studere polarisasjonsvekslingen av DNA og RNA ved hjelp av en semi-empirisk kvantemekanisk tilnærming. For å gjøre det, modellerer de de fem nukleobasene som er byggeblokkene til DNA og RNA.

Forfatterne gjør også en interessant oppdagelse: at det minste elektriske feltet som kreves for å bytte polarisering av en nukleobase, er omvendt proporsjonal med forholdet mellom det topologiske polare overflateareal (TPSA) og det totale overflatearealet (TSA) av en nukleobase. Dette arbeidet kan derfor også gi verdifull innsikt for å forstå muligheten for ferroelektrisitet i biomaterialer; Videre kunne den observerte brytermekanismen og ferroelektriske egenskaper av DNA- og RNA-nukleobaser informere den fremtidige utviklingen av DNA- og RNA-baserte nanomaterialer og elektroniske enheter.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Springer . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. See-Chuan Yam, Sharifuddin Md. Zain, Vannajan Sanghiran Lee, Khian-Hooi Chew. Korrelasjon mellom polare overflateareal og bioferroelektrisitet i DNA- og RNA-nukleobaser . The European Physical Journal E, 2018; 41 (7) DOI: 10, 1140 / epje / i2018-11696-5