6.2-DNA Walker

6.2.1-Composició

El DNA Walker està format per 7 cadenes simples d'ADN. Aquestes cadenes es poden dividir en dos parts. La primera part de totes les cadenes està dedicada a l'estructura del nanorobot i la segona a una funció útil. En la primera part de la cadena formaran una doble cadena d'ADN amb una altra o altres cadenes simples que formen el nanorobot i la part final de la cadena serà una cadena simple que tindrà una funció ja sigui fer de pota o de mà.

En la següent imatge es poden veure dues representacions del DNA Walker. La de l'esquerra es la més l'esquemàtica, on surt com esta colocada cada cadena, i la de la dreta es més gràfica i et pots fer una idea de quina forma tindrà el nanorobot. Les zones on hi ha dobles cadenes estan indicades en la imatge de l'esquerra per línies paral·leles i en la imatge de la dreta per cilindres verds. Les cadenes etiquetades amb F formaran les potes i les que porten la H formaran les mans.

6.2.2-Moviment

El DNA Walker te un mecanisme de locomoció diferent al del Molecular Spider. El nanorobot a de caminar per sobre de l'ADN origami unint-se i separant-se de les cadenes d'ajuda. Les potes del nanorobot i les cadenes ajuda s'uneixen per mitjà d'unes altres cadenes simples anomenades cadenes d'anclatge (anchor strands) que fan de pon entre les altres dues cadenes. Un cop estan unides les tres cadenes entre si quan la pota es te que desenganxar de les cadenes ajuda intervé una altra cadena que es complementaria a la cadena d'anclatge anomenada cadena energètica (fuel strand). Cada cadena d'anclatge té la seva corresponent cadena energètica complementaria. Quan la cadena energètica s'uneix a la cadena d'anclatge l'enllaç entre les cadenes d'ajuda i les potes del nanorobot és desfà i la pota s'envà a una altra cadena ajuda.

En la següent imatge veiem la posició en la que començara el nanorobot. Les cadenes 4, 5, 6 i 7 actuen com a potes del nanorobot. Les cadenes 5, 7 i 4 estan unides a les cadenes d'ajuda (O-*, en groc) per mitja de les cadenes d'anclatge (A-*, en blau). Cada cadena d'ajuda és diferent ja que cadascuna està adaptada per a que només si pugui unir una pota en concret. Això permet controlar la orientació del nanorobot a voluntat i aquest punt serà clau a l'hora de recollir les càrregues. D'aquesta manera cada pota li correspon una (o varies) cadena d'ajuda que a l'hora tindrà una cadena d'anclatge determinada i aquesta també tindrà la seva corresponent cadena energètica determinada.

La següent imatge es tracta d'un cicle moviment complet del nanorobot. Les cadenes energètica estan representades de color vermell (FA-*). Entre imatge i imatge hi ha un esquema del que passa en la transició, bàsicament quines cadenes d'anclatge s'afageixen (en blau) i quines cadenes d'anclatge s'emporten les cadenes energètiques.

Com hem dit abans cada cadena d'ajuda només es pot unir a una determinada pota. Com les carregues del nanorobot tenen que estar el més separades possible entre elles per evitar que reaccionin doncs el DNA Walker ha estat dissenyat de manera que les seves mans, on s'uniran les carregues, estan el més separades possible. Així doncs han col·locat les cadenes d'ajuda estratègicament per a que cada cop que el DNA Walker tingui que recollir una càrrega nova ell estigui orientat a la nanomàquina amb una mà lliure, és a dir que a cada passa que fa el nanorobot realitza un gir de 120º i només necessita dos passes per passar d'estació a estació entre nanomàquines. D'aquesta manera el nanorobot a girat 240º abans de recollir la següent càrrega. La imatge que ve a continuació mostra en la part inferior a quina pota del nanorobot li correspon cada cadena d'ajuda (kn on k és el nº de la pota i n els pasos d'aquella pota ordenats cronològicament). Aquest esquema segueix la numeració de potes de la primera imatge d'aquesta pàgina. Com es pot observar, la pota 4 sempre quedarà en la cadena d'ajuda superior en cada parada ja que és la pota central del nanorobot i la pota lliure serà la que estarà més a prop de la mà que rebrà la càrrega

6.2.3-Funcionament de la cadena de muntatge

En aquesta cadena de muntatge el DNA Walker creuarà tot l'ADN origami i en funció de la configuració que tingui cada nanomàquina el nanorobot recollirà o no les carregues de les nanomàquines. D'aquesta manera la cadena de muntatge tindrà la capacitat de produir fins a 8 compostos diferents. Les dues imatges adjuntades a continuació mostren les 8 configuracions diferents de la cadena de muntatge i els 8 productes diferents que es generaran. La barra de escala de les fotografies del FMA són de 50 nm.

Les úniques imatges que s'han pogut obtenir d'aquest experiment són les que han sigut realitzades per el Microscopi de Força Atòmica (AFM). Tot i així, només es pot distingir L'ADN origami i les carregues de les nanomàquines. En la següent imatge queda representada tota la cadena de muntatge pas per pas donant per fet que es recolliran les carregues de totes les nanomàquines. A més a més a la part dreta es troben les imatges obtingudes per el Microscopi de Força Atòmica. Degut als procediments de neteja cap de les fotografies són de la mateixa cadena de muntatge. La barra de escala de les fotografies del AFM són de 50 nm.