Redes Dinâmicas Constitucionais Baseadas em Ácidos Nucleicos: Dos Princípios Básicos às Aplicações

Inspirados pela natureza, onde as interações dinâmicas intracelulares entre DNA, RNA e proteínas são processadas dentro de redes complexas levando a padrões de reações programadas, esforços de pesquisa extensivos estão dirigidos a imitar esses processos por meios químicos, "Química de Sistemas". A presente perspectiva introduz ácidos nucleicos como módulos funcionais para construir redes dinâmicas constitucionais, RDNCs, imitando redes naturais. As sequências base que compreendem ácidos nucleicos fornecem uma rica "caixa de ferramentas" para montar RDNCs reconfiguráveis acionadas por sinais, revelando propriedades adaptativas e hierarquicamente adaptativas, intercomunicação entre RDNCs e vias de reações impulsionadas por feedback semelhantes a sistemas naturais. Caminhos para a evolução das RDNCs e a formação de redes de complexidades aprimoradas são discutidos. Diferentes aplicações de redes dinâmicas constitucionais são introduzidas, incluindo catálise programada, funções ópticas e catalíticas guiadas por RDNCs de agregados de nanopartículas, e funções de rigidez e autocura ditadas por RDNCs de hidrogéis. Perspectivas futuras do campo em projetar RDNCs transitórias dissipativas, síntese de proteínas seletivas guiadas por RDNCs de transcrição/tradução, e a desafiadora integração de RDNCs em contenções semelhantes a células visando montar "células artificiais" são abordadas.