ADN monocatenario como plantilla supramolecular para nanocables de paladio altamente organizados

Los nanocables son componentes vitales para la nanoelectrónica, los sensores y la nanomedicina del futuro. Para lograr la complejidad requerida, es necesario controlar la posición y el crecimiento de las cadenas metálicas a nivel atómico. En la revista Angewandte Chemie , un equipo de investigación ha introducido un enfoque novedoso que genera sistemas de ADN de paladio helicoidales controlados con precisión que imitan la organización de pares de bases naturales en una molécula de ADN de doble hebra.

Un equipo de Europa y EE. UU. Dirigido por Miguel A. Galindo ha desarrollado un método elegante para producir cadenas individuales y continuas de iones de paladio. El proceso se basa en el ensamblaje autoorganizado de un complejo de paladio especial y moléculas de ADN monocatenarias.

En los últimos años, el ADN se ha convertido en una herramienta importante para la nanociencia y la nanotecnología, particularmente por la posibilidad de «programar» las estructuras resultantes a través de la secuencia de bases del ADN utilizado. La incorporación de metales en las estructuras del ADN puede darles propiedades como conductividad, actividad catalítica, magnetismo y fotoactividad.

Sin embargo, organizar los iones metálicos en las moléculas de ADN no es trivial porque los iones metálicos pueden unirse a muchos sitios diferentes. El equipo de Galindo desarrolló un método inteligente para controlar la unión de iones de paladio a sitios específicos. Utilizan un complejo de paladio especialmente construido que puede formar pares de bases con bases de adenina naturales en una hebra de ADN. El ligando de este complejo es un sistema de anillo aromático plano que capta tres de las cuatro posiciones de unión disponibles en el ion paladio. La cuarta posición del paladio está disponible para unirse a un átomo de nitrógeno muy específico en la adenina. El ligando también posee átomos de oxígeno capaces de formar un enlace de hidrógeno con el grupo vecino NH (2) de la adenina. Este patrón de unión corresponde exactamente a un emparejamiento de bases Watson-Crick, pero ahora mediado por un ion paladio,

Si se usa una cadena de ADN hecha exclusivamente de bases de adenina, un complejo de paladio se une a cada adenina. Los ligandos planos se ensamblan en pilas coplanares, al igual que las bases naturales. Esto da como resultado una doble hebra hecha de complejos de ADN y paladio que corresponde a una doble hélice de ADN natural en la que una hebra ha sido reemplazada por una pila supramolecular de complejos continuos de paladio.

Aunque el equipo aún tiene que demostrar las propiedades conductoras de estos sistemas, se puede anticipar que la reducción correcta de estos iones metálicos podría conducir a la formación de un nanoalambre conductor con una estructura altamente controlada. El grupo de investigación trabaja actualmente en esta línea así como en la modificación del ligando, que también puede aportar nuevas propiedades al sistema.

Fuente: proporcionada por Wiley.