Fare i LEGO® con il DNA

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(una pagina web didattica che dimostra alcuni concetti delle nanotecnologie basate sul DNA ... e vi ci fa giocare un po')

copyright: Giampaolo Zuccheri 2021

La chimica e la struttura del DNA sono un codice che permette a due o più molecole di legarsi tra loro in modo specifico.

Ogni molecola di DNA è caratterizzata dalla sua sequenza: è come una parola che descrive la sua struttura chimica. Le sequenze di due molecole di DNA (o due tratti di molecole) si dicono complementari quando possono legarsi tra loro in modo specifico. Possiamo quindi progettare la sequenza di molecole di DNA sintetiche in modo che si possano appaiare.

In modo simile a quello che possiamo fare con i LEGO®, possiamo costruire dei mattoncini di DNA e poi montarli. La differenza tra le nanotecnologie basate sul DNA e i LEGO® "normali" è che i mattoncini di DNA sono estremamente piccoli (nella scala dimensionale dei nanometri). Inoltre, le costruzioni non si fanno con le mani: tutto avviene automaticamente, basta progettare le sequenze giuste, sintetizzarle e scioglierle tutte assieme in una soluzione acquosa.

In una soluzione, le molecole sono molto numerose e nuotano con direzioni casuali, a volte incontrandosi. Se due molecole di DNA con sequenze qualsiasi si incontrano, normalmente non interagiscono, come mostrato nella simulazione di sotto (i diversi colori rappresentano diverse sequenze).

(schiacciate la bandierina verde per riavviare le simulazioni o il cartello STOP per fermarla).