DNA çift sarmalı, sekansları birbirini tamamlayan iki DNA molekülünden oluşur. Dubleksin kararlılığı, kusurlu tamamlayıcı sekansların miktarı ve konumu kontrol edilerek laboratuvarda ince ayar yapılabilir. Eşleşen DNA ipliklerinden birine bağlanan floresan markerler dubleksi görünür hale getirir ve floresan yoğunluğu artan dubleks stabilitesi ile artar. Viyana Üniversitesindeki araştırmacılar, önceki 256 renk sınırlamasını aşan bir çalışma olan 16 milyon renkten herhangi birini üretebilen floresan dubleksler oluşturmayı başardılar. Bu çok geniş palet, DNA ile “boyamak” ve 24 bit renk derinliğine sahip minyatür bir 2D yüzey üzerinde herhangi bir dijital görüntüyü doğru bir şekilde yeniden üretmek için kullanılabilir. Bu araştırma Journal of the American Chemical Society dergisinde yayımlanmıştır.
Tamamlayıcı DNA sekanslarının dubleksler olarak tanınma ve bir araya gelme konusundaki benzersiz yeteneği, genlerin nasıl okunduğu ve kopyalandığına dair biyokimyasal mekanizmadır. Dubleks oluşumunun (hibridizasyon olarak da adlandırılır) kuralları basit ve değişmezdir, bu da onları öngörülebilir ve programlanabilir kılar. DNA hibridizasyonunun programlanması, sentetik genlerin bir araya getirilmesine ve büyük ölçekli nano yapıların inşa edilmesine olanak tanır. Bu süreç her zaman mükemmel sekans tamamlayıcılığına dayanır. Programlama istikrarsızlığı, moleküler yapıyı manipüle etme yeteneğimizi büyük ölçüde genişletir ve DNA ve RNA terapötikleri alanında uygulamaları vardır. Bu yeni çalışmada, Viyana Üniversitesi İnorganik Kimya Enstitüsündeki araştırmacılar, kontrollü hibridizasyonun 16 milyon rengin yaratılmasına neden olabileceğini ve herhangi bir dijital görüntüyü DNA formatında doğru bir şekilde yeniden üretebileceğini gösterdi.
Tırnak Büyüklüğünde Bir Tuval
Renk oluşturmak için kırmızı, yeşil veya mavi renk saçabilen floresan moleküllere (markerler) bağlı farklı küçük DNA iplikleri, yüzeydeki uzun bir tamamlayıcı DNA ipliğine hibridize edilir. Her rengin yoğunluğunu değiştirmek için, sekans boyunca önceden tanımlanmış pozisyonlarda DNA ipliğinin bazları dikkatlice çıkarılarak dubleksin stabilitesi düşürülür. Daha düşük stabilite ile daha koyu bir renk tonu elde edilir ve bu stabilitenin ince ayarı, tüm renk kanalları için 256 tonun oluşturulmasıyla sonuçlanır. Tüm tonlar tek bir DNA dubleksi içinde karıştırılabilir ve eşleştirilebilir, böylece 16 milyon kombinasyon oluşturulur ve modern dijital görüntülerin renk kompleksliği ile eşleşir. DNA’dan renge dönüşümde bu hassasiyet seviyesine ulaşmak için 45.000’den fazla benzersiz DNA sekansının sentezlenmesi gerekiyordu.
Bunu yapmak için araştırma ekibi, maskesiz sekans sentezi (MAS) adı verilen paralel DNA sentezi için bir yöntem kullandı. MAS ile yüz binlerce benzersiz DNA sekansı aynı anda ve aynı yüzeyde, tırnak büyüklüğünde minyatür bir dikdörtgen şeklinde sentezlenebiliyor. Yaklaşım, deneyin bu yüzeydeki herhangi bir DNA sekansının konumunu kontrol etmesine izin verdiğinden, karşılık gelen renk de seçilen bir konuma seçici olarak atanabilir. Yazarlar, özel bilgisayar komut dosyaları kullanarak süreci otomatikleştirerek, herhangi bir dijital görüntüyü doğru renk yorumuyla bir DNA fotokopisine dönüştürebildiler. İnorganik Kimya Enstitüsünden Jory Lietard, “Esasen sentez yüzeyimiz, mikrometre ölçeğinde DNA molekülleriyle boyama yapmak için bir tuval haline geliyor” dedi.
Çözünürlük şu anda XGA ile sınırlı ancak yeniden üretim süreci 1080p’nin yanı sıra potansiyel olarak 4K görüntü çözünürlüğüne de uygulanabilir. Jory Lietard’ın grubunda doktora adayı olan Tadija Keki, “Görüntülemenin ötesinde, bir DNA renk kodu DNA üzerinde veri depolamada çok faydalı uygulamalara sahip olabilir” dedi.
Kuantum noktalarının geliştirilmesine atfedilen 2023 Nobel Ödülü’nün de gösterdiği gibi, renk kimyasının önünde parlak bir gelecek var. [1]“Art with DNA — Digitally creating 16 million colors by chemistry” yazısından çevrilmiştir.[2]Öne çıkan görsel
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | “Art with DNA — Digitally creating 16 million colors by chemistry” yazısından çevrilmiştir. |
|---|---|
| ↑2 | Öne çıkan görsel |
