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Polymers

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The word polymer is derived from the Greek words “poly” which means “many” and “mer” which means “parts”. Polymers are long chains of molecules composed of repeating units of smaller molecules, known as monomers. They either occur naturally, such as DNA and proteins, or can be constructed synthetically, like plastics. They have varied structural characteristics, such as linear chains, branched chains, or complex networks, that contribute to the...
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Accelerators

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Accelerators in concrete serve as admixtures to speed up the hardening process, enabling the concrete to achieve early strength faster. Although accelerators do not necessarily impact the time it takes concrete to set, they reduce this time in practice. A common accelerator is calcium chloride, which is particularly useful for hastening early strength development in cold weather or for rapid repair jobs that require quick heat generation after mixing.
The effectiveness of calcium chloride can...
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DNA Replication02:40

DNA Replication

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DNA replication involves the separation of the two strands of the double helix, with each strand serving as a template from which the new complementary strand is copied.  After replication, each double-stranded DNA includes one parental or “old” strand and one “new” strand. This is known as semiconservative replication. The resulting DNA molecules have the same sequence and are divided equally into the two daughter cells.
Replication in Prokaryotes
DNA replication...
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Acelerando la computación basada en el ADN en un polímero supramolecular

Wouter Engelen1,2, Sjors P W Wijnands1, Maarten Merkx1,2

  • 1Institute for Complex Molecular Systems , Eindhoven University of Technology , P.O. Box 513, Eindhoven 5600 MB , The Netherlands.

Journal of the American Chemical Society
|July 11, 2018
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Los investigadores desarrollaron polímeros supramoleculares de benceno-1,3,5-tricarboxamida (BTA) funcionalizados por ADN para acelerar la computación molecular. Estos andamios aceleran las reacciones del circuito de ADN 100 veces, permitiendo sistemas bionanomoleculares más rápidos y eficientes.

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Área de la Ciencia:

  • La computación molecular
  • Química supramolecular
  • Bionanotecnología

Sus antecedentes:

  • Los circuitos de ADN ofrecen computación a nivel molecular, pero están limitados por las velocidades de reacción lentas debido a los componentes de difusión libre.
  • La computación molecular eficiente requiere estrategias para acelerar la cinética de la reacción y mejorar la favorabilidad termodinámica.

Objetivo del estudio:

  • Introducir polímeros supramoleculares de benceno-1,3,5-tricarboxamida (BTA) funcionalizados por ADN como andamios para el cálculo molecular basado en ADN.
  • Investigar el impacto de estos andamios en la cinética y la termodinámica de las reacciones de desplazamiento y intercambio de cadenas de ADN.
  • Demostrar la utilidad de los polímeros BTA en la mejora de las operaciones de computación de ADN prácticas.

Principales métodos:

  • Polímeros supramoleculares sintetizados con ADN funcional con hebras de mango específicas.
  • Reclutó componentes del circuito de ADN para los andamios de polímero BTA.
  • Se han medido la cinética y la termodinámica de las reacciones de desplazamiento y intercambio de hebras.
  • Probado el rendimiento de los andamios BTA en puertas AND de múltiples entradas, ensamblaje catalítico de alfileres y reacciones en cadena de hibridación.

Principales resultados:

  • El reclutamiento de componentes del circuito de ADN a los polímeros de BTA aceleró el desplazamiento de las hebras y las reacciones de intercambio 100 veces.
  • Las interacciones bivalentes entre los productos de reacción y los polímeros de BTA favorecen el intercambio de hebras termodinámicamente.
  • La composición del polímero BTA se optimizó fácilmente debido al ensamblaje no covalente.
  • Se demostró una mayor eficiencia en las operaciones de puertas AND, CHA y UNHCR.

Conclusiones:

  • Los polímeros supramoleculares BTA sirven como una plataforma eficiente para las operaciones moleculares basadas en el ADN.
  • Este enfoque mejora significativamente la velocidad y la eficiencia de la computación de ADN.
  • Los polímeros BTA allanan el camino para sistemas bionanomoleculares autónomos que integran detección, computación y accionamiento.