La flexibilidad conformacional facilita la autoensamblaje de nanostructuras complejas de ADN

El autoensamblaje molecular es un enfoque prometedor para la preparación de nanostructuras. El ADN, en particular, muestra un gran potencial para ser un sistema molecular sobresaliente. Se han programado moléculas de ADN sintético para ensamblarse en una amplia gama de nanostructuras. Se cree generalmente que las rigideces de los nanomotivos de ADN (tiles) son esenciales para el autoensamblaje programable de nanostructuras bien definidas. Recientemente, hemos demostrado que una adecuada flexibilidad conformacional podría ser explotada para ensamblar objetos tridimensionales, incluyendo tetraedros, dodecaedros y buckyballs, a partir de motivos estelares de tres puntos de ADN. En el estudio actual, hemos integrado el principio de tensegridad en este concepto para ensamblar nanostructuras complejas bien definidas en 2D y 3D. Se ha diseñado un motivo estelar simétrico de cinco puntos (tile) para ensamblarse en icosaedros o grandes nanocajas dependiendo de la concentración y flexibilidad de los tiles de ADN. En ambos casos, los tiles de ADN exhiben flexibilidad significativa y experimentan cambios conformacionales sustanciales, ya sea doblándose simétricamente fuera del plano o asimétricamente dentro del plano. En contraste con la naturaleza complicada de las estructuras ensambladas, el enfoque presentado aquí es simple y solo requiere tres hebras de ADN de componente diferentes. Estos resultados demuestran que la flexibilidad conformacional podría ser explorada para generar nanostructuras complejas de ADN. El concepto básico podría extenderse aún más a otros sistemas biomacromoleculares, como el ARN y las proteínas.