Нанобиотехнология соҳасидаги ютуқлар. Уларнинг тиббиёт, қишлоқ хўжалиги ва турли анализларда ишлатилиши

ДНК дан тузилган наноструктураларни ичига нафақат олтин, балки бошқа металлар, масалан кумуш жойлаштириш мумкин. Металларни бундай жойланиши, ДНК асосидаги наноконструкцияларни электр ўтказувчанлигини таъминлайди. Бу хусусият эса, ДНК асосидаги наноструктуралардан биодатчикларда ва бошқа электронли ускуналарда фойдаланиш имконини беради.
ДНК дан трубкага ўхшаган структуралар – нанотрубкалар шакллантириш мумкин. Яқингача улар фақат цилиндр шаклида яратилган. Уларни қобиғи, керакли даражада қаттиқ қўш занжирли ДНК молекуласидан ташкил топган эди.
Унчалик даражада қаттиқ бўлмаган (эгилувчан, эластик) ҳолатдаги нанотрубкалар олиш мумкинми? Шакли нафақат цилиндрсимон, балки бошқа шаклли нанотрубкалар олиш мумкинми? – деган саволлар олимларни қизиқтириб келган эди. Канадалик (Монреал) олимлар, эластик нанотрубкалар яратиш муаммосини ижобий ҳал қилдилар. Бунинг учун улар, икки занжирли қаттиқ ДНК эмас, балки бир занжирли, қаттиқлиги камроқ бўлган ДНК молекуласидан фойдаланганлар. Шунинг билан бир қаторда, улар учбурчакли ва квадрат кесимга эга бўлган нанотрубкалар ҳам яратганлар.
ДНК асосидаги нанотрубкалар молекула занжирини шакли ва миқдорини ўзгартириш имконияти, уларни ишлатиш чегарасини кенгайишига сабаб бўлади. Масалан, нанопроводни узайтиришда, уни шаклини назорат қилиш мумкин. ДНК асосида тайёрланган нанотрубкалар, трансмембранали оқсилларни анализ қилишда ва доривор моддаларни наноразмерда ташувчи сифатида ишлатилиши мумкин.
Ҳаракатланувчи ва шаклини ўзгартирувчи наноқурилмалар ДНК дан ҳаракатсиз (статик) наноструктуралар конструкция қилингандан кейин, олимлар, ҳаракатланувчи наноқурилмалар яратиш устида бош қотира бошлаганлар. Бундай структураларни биринчи бўлиб, Гарвард университети (АҚШ) олимлари яратганлар (53-расм).

53-расм. ДНК асосида ўзўзидан йиғиладиган наноқурилмалар. Улар ўз ўрнини ўзгартириши, керак бўлганида ўзини шаклини ҳам ўзгартириши мумкин.
Ҳар бир қурилма, ДНК ни узун, ёпиқ молекуласидан тайёрланади. Бу молекула, қисқароқ ДНК молекуласи билан аралашганда, улар билан боғланади. Боғланиш шундай амалга ошадики, унда қисқа молекула распорок сифатида ишлатилади. Қисқа молекулаларни узунлигини ўзгартириб, ДНК ни узун молекуласига дастурланган учламчи структура бериш мумкин бўлади. ДНК ни қисқа молекуласини узунлигини ўзгартириш орқали, бутун наноқурилмани учламчи конфигурациясини ўзгартириш ҳам мумкин (уни фазода ҳаракатланишига мажбур қилиб). Бундай наноқурилмаларни мана шундай ўзига хослиги, улардан наномедицинада фойдаланишни таъминлайди. Биринчидан, ДНК, тирик организмлар билан биологик совместлик, иккинчидан, ДНК тез парчаланиб кетиши мумкин. Энг яхши томони шуки, парчаланиш натижасида ДНК токсик ёки ҳавфли моддалар ҳосил қилмайди. Ўз-ўзидан йиғиладиган наноқурилмаларни бу технологияси, вирусларни хусусиятини қайтарадиган (имитация қиладиган), доривор моддаларни ташувчи системаларни пайдо бўлишига олиб келиши мумкин. ДНК молекуласини харакатчанлиги туфайли, бундай наноқурилмалар, механик ёки кимёвий йўл билан узатиладиган сигналларга муносабат билдириш хусусиятига эгалар. Бу эса, дори препаратларини керакли ҳужайрага олиб бориш ва уни керакли вақтда “команда бўйича” бўшатиш (тўкиш, озод қилиш) хусусиятига эга. Ҳаракатланувчи наноқурилмалар, шунингдек, ўзак ҳужайраларни ташиш ва дастурлаш мақсадида ҳам ишлатилса бўлади. Керакли жойга етқазилган ўзак ҳужайралар ёрдамида шикастланган органлар қайта тикланишлари мумкин.