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DNA‐Nanotechnologie

Abstract

Die herausragenden molekularen Erkennungseigenschaften von DNA‐Molekülen werden seit nunmehr zwei Jahrzehnten zur Erschaffung von künstlichen Molekülstrukturen verwendet. Nach der anfänglichen Herstellung von einfachen molekularen Objekten und gitterähnlichen Strukturen hat mit der Erfindung der DNA‐Origami‐Technik die Komplexität der Strukturen in den vergangenen Jahren stark zugenommen. Nun ist die Konstruktion nahezu beliebiger molekularer Nanostrukturen aus DNA in zwei und gar drei Dimensionen möglich – und erste konkrete Anwendungen in Biomedizin und Nanotechnologie sind greifbar. Neben statischen molekularen Konstruktionen können auch dynamische Systeme entwickelt werden, so z.B. molekulare Maschinen, molekulare Motoren sowie molekulare Computer. Die Kombination dieser Funktionen in integrierten Systemen führt gegenwärtig zur Entwicklung erster molekularer “Roboter” und Fertigungslinien für die Nanotechnologie.

For the past two decades the extraordinary molecular recognition properties of DNA molecules have been used for the creation of artificial molecular structures. Following the initial production of simple molecular objects and lattices, with the recent invention of the DNA origami technique the complexity of these structures has considerably increased. Now the construction of almost arbitrary molecular nanostructures from DNA in two and even three dimensions is feasible – and first concrete applications in biomedicine and nanotechnology are in reach. In addition to static molecular structures, also dynamical systems such as molecular machines, molecular motors, and molecular computers can be realized. The combination of these functions within integrated systems currently leads to the development of first molecular “robots” and assembly lines for nanotechnology.

Die DNA gilt als vielversprechende Komponente für die Nanotechnologie. Vermittelt durch die DNA‐Basenpaarung können künstliche Molekülkonstrukte auf der Nanometerskala aufgebaut werden, also gerade der Skala, die durch traditionelle Synthesechemie oder auch durch “Top‐down”‐Mikrostrukturierungsverfahren nur schwer zugänglich ist. Durch technologische und konzeptionelle Fortschritte hat die DNA‐Nanotechnologie in den vergangenen Jahren enorm an Dynamik gewonnen.

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Autoren:   Friedrich C. Simmel
Journal:   Chemie in unserer Zeit
Band:   47
Ausgabe:   3
Jahrgang:   2013
Seiten:   164
DOI:   10.1002/ciuz.201300594
Erscheinungsdatum:   04.06.2013
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