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Chirality in Nature02:30

Chirality in Nature

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Chirality is the most intriguing yet essential facet of nature, governing life’s biochemical processes and precision. It can be observed from a snail shell pattern in a macroscopic world to an amino acid, the minutest building block of life. Most of the snails around the world have right-coiled shells because of the intrinsic chirality in their genes. All the amino acids present in the human body exist in an enantiomerically pure state, except for glycine - the sole achiral amino acid.
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DNA as a Genetic Template02:05

DNA as a Genetic Template

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Two structural features of the DNA molecule provide a basis for the mechanisms of heredity: the four nucleotide bases and its double-stranded nature. The Watson-Crick model of double-helical DNA structure, proposed in 1952, drew heavily upon the X-ray crystallography work of researchers Rosalind Franklin and Maurice Wilkins. Watson, Crick, and Wilkins jointly received the Nobel Prize in Physiology or Medicine for their work in 1962. Franklin was, controversially, excluded from the prize for...
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DNA Packaging00:58

DNA Packaging

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The DNA Helix01:07

The DNA Helix

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Deoxyribonucleic acid, or DNA, is the genetic material responsible for passing traits from generation to generation in all organisms and most viruses. DNA is composed of two strands of nucleotides that wind around each other to form a spring-like structure called a double helix. However, the double helix is not perfectly symmetrical. Instead, there are regularly occurring grooves in the structure. The major groove occurs where the sugar-phosphate backbones are relatively far apart. This space...
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The DNA Helix01:16

The DNA Helix

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Overview
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Chirality02:25

Chirality

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Chirality is a term that describes the lack of mirror symmetry in an object. In other words, chiral objects cannot be superposed on their mirror images. For example, our feet are chiral, as the mirror image of the left foot, the right foot, cannot be superposed on the left foot.
Chiral objects exhibit a sense of handedness when they interact with another chiral object. For example, our left foot can only fit in the left shoe and not in the right shoe. Achiral objects — objects that have...
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Yinan Zhang1,2, Zhi-Bei Qu1, Chu Jiang3

  • 1School of Chemistry and Chemical Engineering, Frontiers Science Center for Transformative Molecules and National Center for Translational Medicine, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China.

Journal of the American Chemical Society
|June 3, 2021
PubMed
Resumen

Los investigadores desarrollaron un método de origami de ADN para crear nanoestructuras de plata quirales en 3D. Esta técnica permite un control preciso de la quiralidad y la morfología para propiedades ópticas personalizadas.

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Área de la Ciencia:

  • Ciencias de los materiales
  • Nanotecnología
  • Biotecnología

Sus antecedentes:

  • Las nanoestructuras metálicas quirales exhiben actividad óptica sintonizable a través de resonancias plasmónicas superficiales.
  • La fabricación precisa de abajo hacia arriba de nanoestructuras quirales arbitrarias sigue siendo un desafío sintético significativo.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar una estrategia habilitada para el origami de ADN para sintetizar nanoestructuras de plata quirales 3D con morfología y quiralidad controladas.
  • Investigar el mecanismo de enriquecimiento y nucleación de precursores de plata en andamios de origami de ADN.
  • Para demostrar la actividad óptica plasmónica adaptable de las nanoestructuras fabricadas.

Principales métodos:

  • Utilizó andamios de origami de ADN con ADN agrupado saliente de cadena única diseñado específicamente (pcDNA).
  • Se utiliza una estrategia de metalización en solución acuosa que incluye complejos de diamina y plata.
  • Interacciones sinérgicas investigadas (coordinación, enlaces de hidrógeno, iones-π) entre los complejos de plata y las bases de ADN.
  • Patrones de plata helicoidales fabricados utilizando estructuras tubulares de origami de ADN.

Principales resultados:

  • Se ha logrado la condensación del ADN pc específico del sitio y el enriquecimiento de precursores de plata en el origami del ADN.
  • Con éxito sintetizó patrones helicoidales de plata de hasta micrómetros de longitud con una quiralidad y tonos bien definidos.
  • Se ha demostrado actividad óptica plasmónica adaptable en las nanoestructuras de plata quiral metalizadas.

Conclusiones:

  • La estrategia de metalización habilitada por el origami del ADN proporciona una nueva ruta para sintetizar materiales inorgánicos programables con morfología y quiralidad arbitrarias.
  • Este método supera los desafíos sintéticos anteriores en la fabricación de nanoestructuras quirales complejas.
  • Abre nuevas vías para el diseño de materiales con propiedades ópticas específicas para aplicaciones avanzadas.