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(noticias nanowerk) La doble hélice del ADN consta de dos moléculas de ADN cuyas secuencias son complementarias entre sí. La estabilidad del dúplex se puede ajustar en el laboratorio controlando la cantidad y posición de secuencias complementarias incompletas. Los marcadores fluorescentes unidos a una de las cadenas de ADN apropiadas hacen visible el dúplex y la intensidad de la fluorescencia aumenta al aumentar la estabilidad del dúplex.
Ahora, investigadores de la Universidad de Viena han logrado crear dúplex fluorescentes que pueden producir cualquiera de los 16 millones de colores, trabajo que supera la limitación anterior de 256 colores. Esta paleta muy grande se puede utilizar para “pintar” con ADN y reproducir con precisión cualquier imagen digital en una superficie 2D en miniatura con una profundidad de color de 24 bits.
Las tesis centrales
Investigación
Esta investigación fue publicada en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense (“Un lienzo hecho de hebras de ADN dispuestas espacialmente que puede producir una profundidad de color de 24 bits”).
La capacidad única de las secuencias de ADN complementarias para reconocer y ensamblar dúplex es el mecanismo bioquímico de cómo se leen y copian los genes. Las reglas de formación de dúplex (también llamada hibridación) son simples e inmutables, lo que también las hace predecibles y programables. Al programar la hibridación del ADN, se pueden ensamblar genes sintéticos y construir nanoestructuras a gran escala.
Este proceso siempre se basa en una complementariedad de secuencia perfecta. La inestabilidad de la programación amplía enormemente nuestra capacidad para manipular la estructura molecular y tiene aplicaciones en el campo de la terapéutica del ADN y el ARN. En este novedoso estudio, investigadores del Instituto de Química Inorgánica de la Universidad de Viena demostraron que la hibridación controlada puede conducir a la creación de 16 millones de colores y reproducir con precisión cualquier imagen digital en formato de ADN.
![un conjunto de imágenes digitales con cuatro imágenes](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id63862_1.jpg)
![un conjunto de cuatro imágenes digitales creadas por ADN](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id63862_2.jpg)
Un lienzo del tamaño de una uña
Para crear color, varias pequeñas hebras de ADN unidas a moléculas fluorescentes (marcadores) que pueden emitir colores rojo, verde o azul se hibridan con una larga hebra complementaria de ADN en la superficie. Para variar la intensidad de cada color, la estabilidad del dúplex se reduce eliminando cuidadosamente las bases de la cadena de ADN en posiciones predefinidas a lo largo de la secuencia. Una estabilidad más baja da como resultado un tono más oscuro y el ajuste fino de esta estabilidad da como resultado la creación de 256 tonos en todos los canales de color. Todos los tonos se pueden mezclar y combinar en un único dúplex de ADN, creando 16 millones de combinaciones y logrando la complejidad del color de las imágenes digitales modernas. Para lograr este nivel de precisión en la conversión del ADN en color, fue necesario sintetizar más de 45.000 secuencias únicas de ADN.
Para ello, el equipo de investigación utilizó un método de síntesis paralela de ADN llamado Maskless Array Synthesis (MAS). Con MAS, se pueden sintetizar cientos de miles de secuencias únicas de ADN simultáneamente y en la misma superficie, un rectángulo en miniatura del tamaño de una uña. Debido a que el enfoque permite al experimentador controlar la posición de cada secuencia de ADN en esta superficie, el color correspondiente también se puede asignar selectivamente a una posición seleccionada.
Al automatizar el proceso mediante scripts informáticos especiales, los autores pudieron convertir cualquier imagen digital en una fotocopia de ADN con una reproducción precisa del color. «Básicamente, nuestra superficie de síntesis se convierte en un lienzo para pintar con moléculas de ADN a escala micrométrica», dice Jory Lietard, investigador privado del Instituto de Química Inorgánica.
Actualmente, la resolución está limitada a XGA, pero el método de reproducción es aplicable a resoluciones de imagen de 1080p y posiblemente 4K. «Más allá de las imágenes, un código de color del ADN podría tener aplicaciones muy útiles en el almacenamiento de datos sobre el ADN», afirma Tadija Kekić, estudiante de doctorado del grupo de Jory Lietard. Como demuestra el Premio Nobel de 2023 por el desarrollo de puntos cuánticos, la química del color tiene un futuro brillante por delante.
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