Нанотехнологиялар
ДНҚ НЕГІЗІНДЕГІ МОЛЕКУЛЯРЛЫҚ ЕСЕПТЕУЛЕР
жүктеу/скачать 4,68 Mb. Pdf көрінісі
|
НАНОТЕХНОЛОГИЯЛАР
| ДНҚ НЕГІЗІНДЕГІ МОЛЕКУЛЯРЛЫҚ ЕСЕПТЕУЛЕР
Біздің генетикалық кодтарымыз жазылған ДНҚ молекулалары болашақта компьютерлердің негізі болуы мүмкін. Биочиптер, не месе микромассивтер (тісгоаггауз) деп те аталатын ДНҚ-чиптер генетикалық зерттеулердегі биологиялық технологияның бөлігі бо- лып табылады. ДНҚ-чиптер қатты табаншада (мысалы, кремний, әйнек, пластика және т.б.) орналасқан ДНҚ молекулалардан тұрады. ДНҚ-чиптар технологиясы наноөндірісті жүзеге асыруда маңызды рол атқаруы мүмкін. ДНҚ-чиптер көмегімен ғалымдар бірмезетте мыңдаған анализдер жүргізе алады. Мұның себебі, табаншада өте көп жеке ДНҚ бөліктері орналасқандығында болып отыр. Белгісіз үлгі сәйкес бөлікке жабыса- ды. ДНҚ-чиптер құрамында 100-ден 100 мыңға дейінгі ДНҚ бөліктер, немесе ДНҚ-чиптердің пиксельдері болады. ДНҚ-чиптердің типтеріне байланысты бір бөлік ДНҚ өлшемі 10-нан 100 мкм-ге дейінгі аралықта өзгеруі мүмкін. Әрбір осындай тілім құрамында 106-109 нуклеотид бо- луы мүмкін. ДНҚ-чиптер өндіру жұмыстарымен біраз ірі компаниялар ай- налысады, олардың ішінде: А йутеігіх, РЕ Аррііегі Зузіетз, Ну§е^. №по§еп, Іпсуіе. Моіесиіаг ^упатіс8 және Оеотеігіх атап кетуге бо лады. Заманауи ДНҚ-чиптер генетикалық зерттеулер жүргізген кезде, жаңа медикаменттерді зерттегенде, сонымен қатар фармацевтикалық генетикада, сот медицинасында, қатерлі ісікті диагностикалауда және басқа да ауруларда қолданылады. Әрбір пиксельдегі бақыланып отырған электр өрісін тудыратын электрлік белсенді ДНҚ-чиптер ^ ап о д еп компаниясының өндірісі) наноөндіріс үшін басым потенциалды шама бола алатын еді. Олар, сонымен қатар, ДНҚ молекулаларын күрделі үшөлшемді құрылымға жинақтайтын «аналық плата» жинақтауда маңызды рөл атқарады. ДНҚ молекулаларының бағдарламаланатын және өздігінен ұйымдасатын қасиеттері бар, сондықтан оларды молекулярлық электроника мен фотоника функцияларын орындау үшін бағыттап, реттеуге болады. ДНҚ молекулаларын біршама күрделі құрылымдарға (мы салы, металл немесе органикалық бөлшектер, нанотүтікшелер, микроқұрылымдар және кремнийлі қабаттар) байланыстыруға бола ды. Болашақта микроэлектронды массивтер мен ДНҚ-компоненттер ғалымдар мен инженерлерге екіөлшемді және үшөлшемді электрон- ды тізбектердің өздігінен құрастырылуын және ірі жартылай өткізгіш құрылымдардың ішіндегі құрылғыны реттеуге мүмкіндік береді. Бұл жағдайда электрлік басқарылатын ДНҚ молекулаларының өздігінен жинақталуын өте көптеген басым аймақтарда қолдануға болады. Мысалы, Израиль зертеушілері транзисторларды ДНҚ жіптерімен байланыстырып қойған. Технион Израиль технологиялық университетінің Эреза Браун (Егег Вгаип) бастаған физиктері осын- дай байланыстың екі сатылы үдерісін жасаған. Біріншіден, олар ДНҚ молекулаларының ерекше орындарына нанотүтікшелерді байланы- стыра алатын ақуыздарды зерттеген. Одан кейін ДНҚ молекуласының басқа бөлігін электр өткізгіш сымға айналдыру керек болды. ДНҚ электр тоғын өткізбейтін болғандықтан, ДНҚ жіпшелеріне металл сымдарды жалғастыру қажеттілігі туындады. Ол үшін ДНҚ моле кулаларын Е. соіі бактериясының белоктарымен қаптаған, сосын көміртекті нанотүтікшелерді (антиденелермен жамылған) белокқа қондырып, күміс иондары ДНҚ фосфат топтарымен байланыса бастаған ерітіндіге батырған. Альдегид (электр заряды бар группа- мен байланысқан көміртек) күміс иондарын атомдарға айналдырып, өткізгіш сымдар негізін жасаған. Бұдан кейін құрылғыны алтынмен қаптап толық өткізгіш сым алған. Соңында көміртекті нанотүтікшенің екі ұшы да алтын және күміс жалғанып, айнымалы тоқ жіберген кезде транзистор тәрізді жұмыс істеген. Түсірілген тоққа байланысты нанотүтікшелер сымдар (тізбекті толық алған кезде де) арасындағы саңылауды тұйықтаған не месе ажыратып отырған. Осылайша биологиялық үдерістер көмегімен ғалымдар екі құрылғыны байланыстыруды үйренген. Дәл осы әдісті ДНҚнегізіндегі өздігіненжинақталатынқұрылымдар мен тізбектер жасау үшін қолдануға болады. Бұл ДНҚ негізінде өздігінен жинақталатын молекулярлы есептеуіш құрылғыларға қарай жасалған құртақандай ғана наносекіру болғанмен де, болашақта осы әдіспен ірі өздігінен жинақталатын электронды құрылғылар (мысалы, компьютер) жасауға болады деген үміт пайда болды. Атомарлы деңгейде жұмыс істей отырып ғалымдар мен инженер- лер мәліметтерді өңдеу және жіберуді кішкене молекулярлы құрылғы көмегімен жүзеге асыра алады. жүктеу/скачать 4,68 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|