Formación simultánea de un plegador y un autorreplicador por química covalente dinámica fuera de equilibrio

Área de la Ciencia:

• Química de los sistemas
• Biología sintética
• Autoensamblaje químico

Sus antecedentes:

• La química de sistemas tiene como objetivo crear sistemas moleculares parecidos a la vida, que requieren control sobre las vías de ensamblaje.
• El combustible químico disipador permite la formación de estructuras transitorias.

Objetivo del estudio:

• Para crear una biblioteca combinatoria dinámica sintética de un solo bloque de construcción.
• Para demostrar el surgimiento de auto-replicantes y foldamers a través de vías de competencia.
• Para controlar la coexistencia de estos conjuntos utilizando la química disipadora.

Principales métodos:

• Utilizó un solo bloque de construcción estructuralmente simple para formar una biblioteca combinatoria dinámica.
• Se emplean ciclos de reacción química alimentados para generar transitoriamente foldameres en presencia de autoreplicadores.
• Distribución controlada de la vía y duración de la reacción mediante el ajuste de la concentración de combustible químico.
• Se alcanzan estados estacionarios fuera de equilibrio utilizando un reactor de tanque de agitación continua.

Principales resultados:

• Un solo bloque de construcción produjo un autorreplicador (ensamblaje intermolecular) y un plegador (ensamblaje intramolecular).
• La formación de Foldamer fue transitorio y controlable a través de combustible químico.
• El ajuste del combustible químico controlaba la partición del bloque de construcción entre los caminos.
• La coexistencia estable de los foldameres y los autorreplicantes se logró fuera de equilibrio, a diferencia del equilibrio.

Conclusiones:

• Conecta el plegamiento y la autorreplicación en sistemas sintéticos utilizando una química disipadora fuera de equilibrio.
• Demuestra la coexistencia estable de los foldamers y los autoreplicadores a partir de un solo bloque de construcción cuando se suministra energía.
• Destaca el papel de la química disipativa en la superación de las limitaciones de equilibrio para la formación de sistemas complejos.