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

ДНК ни секвенлаш.
Кўп биотехнологиялар, ДНК таркибидаги нуклеотидларни кетма-кетлигини аниқлашга (ДНК ни секвенлашга) асосланади. Уни амалга ошириш учун аниқ (ДНК молекуласини узунлигини эътиборга олиб) ва тезкор ДНК секвенаторлар керак. Аммо 1 та одам ДНК ни секвинацияси, ҳозирги пайтда ишлаб турган техника ёрдамида амалга оширилганда жуда қимматга тушади (62-расм) ва бирнеча ой вақтни олади.

62-расм. Ҳозирги вақтда ишлатиладиган ДНК- секвенатор.
Арзон ва тезкор ДНК секвенациясини қандай таъминлаш мумкин? 2005 й бу муаммони ечишга наноконструктурлар аралашдилар. Улар юқори аниқликка эга бўлган ва тезкор ДНК секвенаторини яратишга киришдилар ва буни учун нанотешикчаларни асос қилиб олдилар. Янги наноқурилма, ДНК молекуласини нанопораларда жойлашишини бир нуклеотид аниқлигича назорат қилиш имкониятига эга. Янги ДНК секвенатор одам геномини атиги бир неча соат давомида “ўқиб чиқиш ” имконини беради. Янги методни моҳияти, ДНК молекулаларини нанопоралар орқали ўтаётганларида электрик потенциалини ўзгаришига асосланади (63-расм).

63-расм. Нанопоралар асосида яратилган ДНК – секвинаторини фаолият кўрсатиш схемаси.
Ҳозирги вақтда олимлар, наносеквенаторни математик моделини ишлаб чиққанлар. Бу модел ДНК ни алоҳида нуклеотидини аниқлаш имконини беради.
Бир вақтни ўзида, ДНК – транзистор яратиш бўйича ҳам ишлар бошлаб юборилган. Бундан фойдаланиш эса, геномни янада самаралироқ секвенлаш имконини беради. ДНК – транзистор анча узун бўлган нанопора бўлиб, уни ёнида ярим ўтқазгич ва диэлектрик қўшилмалар ўрнатилган. Нанопорани ичидаги электрик зарядлар, алоҳида (битталик) электронларни зарядлари билан таққосланса бўлади. Бир неча нанометрга диаметрга эга бўлган нанопоралардан ДНК ни узун молекуласини ўтқазса бўлади (64-расм).

64-расм. ДНК – транзисторни схемаси.
Нанопора диэлектрик билан бўлинган (сариқ ранг) металли контактлар (қора-кул ранг) сақлайди. Бундай “қаватланган” структура нанопорани ичида маҳалли электр майдонни яратишга ва у орқали ДНК ни ўтиш тезлигини бошқаришга имконини беради (қизил-кўк занжирча). Электродларга ўзгарувчан кучланишни узатилиши, нанотешикча ичида ДНК молекулаларини жуда катта аниқликда -1 та нуклеотидгача ҳаракатланишига олиб келади. Бундай наноконструкция