V prelomovom odhalení vyvinuli vedci z Guizhou Medical, Wuhan Textile a Kansasu špičkový počítačový model, ktorý predpovedá komplexné trojrozmerné (3D) formy DNA s viacnásobnými uzlami. Toto sľubné vylepšenie osvetľuje zložitú geometriu, ktorá je základom mnohých biologických úloh DNA. Ako je uvedené v naturalsciencenews.com, zdokonalený model nielenže predpovedá štruktúry DNA, ale tiež rozlušťuje ich stabilitu za rôznych podmienok, čím robí pokroky v oblasti biotechnológií a genetiky.
Skok v prediktívnom modelovaní
Schopnosť predpovedať tvorbu a stabilitu týchto zložitých štruktúr DNA je kritickým míľnikom. Tím pomocou hrubozrnného (CG) modelu úspešne zjednodušil zvyčajne namáhavé výpočtové úlohy. Tento prístup, ktorý zohľadňuje väčšie skupiny atómov namiesto jednotlivých atómov, ponúka ucelenejšiu časovú os dynamickej povahy DNA bez náročných výpočtových požiadavok.
Skúmanie dynamiky skladania DNA
Tento zlatý úspech je založený na využití lepšieho pochopenia elektrostatického potenciálu a pokročilých simulačných techník, ako sú Monte Carlo simulácie. Tieto techniky umožňujú detailné skúmanie energetických krajín DNA a umožňujú vedcom odhaliť spektrum stabilných štruktúr a predpovedať ich tepelné správanie s ohromujúcou presnosťou.
Od jednoduchých spojov až po zložité spletence
Tím sa zvlášť zameral na “viacnásobné uzly” DNA, charakterizované vetvenými formáciami ako sú trojité a štvorité uzly. Tieto štruktúry majú význam nielen pre svoje biologické funkcie, ale sú základy DNA nanotechnológie — oblasti, ktorá sa rýchlo rozvíja s ďalekosiahlymi aplikáciami.
Ohradenie DNA topológií a aplikácií
Od skúmania základnej existencie uzlov a spojení jedno-vláknových DNA až po pochopenie mechanizmov DNA enzýmov, prediktívne schopnosti modelu sú neporovnateľné. Vedci teraz môžu preskúmavať sofistikované návrhové oblasti, využívajúc presné štruktúrne poznatky na navrhovanie zložitých DNA architektúr, ktoré by mohli podnietiť inovácie v doručovaní liekov a DNA-založených nanostrojov.
Katalytická sila výpočtových poznatkov
Nakoniec, tento pokročilý počítačový model predstavuje významný krok k realizácii plného potenciálu DNA v biotechnologických aplikáciách. Odhaľovaním zložitostí štruktúr DNA táto štúdia otvára cestu pre budúce prelomové objavy. Na tejto ceste objavovania pomaly prechádza tajomná architektúra DNA z tajomstva na majstrovské dielo.
