---
title: "Elastyczne DNA skierowało białka do kryształów uporządkowanych na poziomie atomowym"
description: "Naukowcy z Northwestern University wykorzystali elastyczne nici DNA do kierowania białek w kryształy o uporządkowaniu atomowym. Metoda może ułatwić krystalizację białek i znaleźć zastosowanie w projektowaniu materiałów biologicznych."
publisher: "Najnowsze Informacje"
language: "pl-PL"
canonical_url: "https://najnowsze-informacje.pl/nauka/elastyczne-dna-skierowalo-bialka-do-krysztalow-uporzadkowanych-na-poziomie-atomowym"
markdown_url: "https://najnowsze-informacje.pl/nauka/elastyczne-dna-skierowalo-bialka-do-krysztalow-uporzadkowanych-na-poziomie-atomowym/index.md"
date_published: "2026-07-30T22:52:01.660Z"
date_modified: "2026-07-31T21:37:23.287Z"
author: "Redakcja"
category: "Nauka"
tags:
  - "dna"
  - "białka"
  - "krystalografia rentgenowska"
  - "nanotechnologia"
  - "materiały biologiczne"
source_url: "https://phys.org/news/2026-07-flexible-dna-proteins-atomically-crystals.html"
source_name: "Phys.org"
image_url: "https://najnowsze-informacje.pl/api/media/file/nauka-unsplash-1785348059196.jpeg"
image_alt: "a close up of a blue and purple structure"
image_credit: "© Sangharsh Lohakare / Unsplash"
image_credit_url: "https://unsplash.com/@sangharsh_l"
---

# Elastyczne DNA skierowało białka do kryształów uporządkowanych na poziomie atomowym

> Elastyczne nici DNA skierowały białka do uporządkowanych kryształów, co może ułatwić badanie ich struktur metodą dyfrakcji rentgenowskiej.

## Kluczowe informacje
- DNA działało jak programowalne spoiwo łączące sąsiednie białka.
- Zespół uzyskał kryształy odpowiednie do analizy dyfrakcyjnej.
- Przetestowano ponad 1000 kryształów i 28 układów białko DNA.
- Wyniki podważają założenie, że elastyczne elementy nie mogą tworzyć uporządkowanych kryształów.

Przez dziesięciolecia uzyskiwanie kryształów białek opierało się w dużej mierze na żmudnym sprawdzaniu kolejnych warunków. Naukowcy zmieniali między innymi skład roztworu, temperaturę i stężenia, próbując doprowadzić do powstania kryształu wystarczająco dobrego do dalszych pomiarów. Zespół chemików z Northwestern University zaproponował inną drogę. Zamiast czekać, aż białka połączą się w odpowiedni sposób dzięki przypadkowej kombinacji słabych oddziaływań, badacze wykorzystali krótkie, elastyczne nici jednoniciowego DNA jako programowalne połączenia między cząsteczkami.

## Dlaczego krystalizacja białek jest potrzebna

Białka wykonują niemal wszystkie podstawowe zadania wewnątrz żywych komórek. Uczestniczą w reakcjach chemicznych, rozpoznają inne cząsteczki i tworzą elementy działających w komórce układów molekularnych. O tym, jakie funkcje może pełnić dane białko, w dużej mierze decyduje jego trójwymiarowy kształt. Znajomość tego kształtu pozwala lepiej analizować działanie białka, rozumieć jego kontakty z innymi cząsteczkami oraz szukać miejsc, które można wykorzystać podczas projektowania leków.

Jedną z najważniejszych metod wyznaczania takich struktur jest krystalografia rentgenowska. Najpierw trzeba doprowadzić miliardy identycznych cząsteczek białka do ułożenia w regularny kryształ. Następnie przez kryształ prześwietla się promieniami rentgenowskimi i analizuje powstały obraz dyfrakcyjny. Na jego podstawie można odtworzyć rozmieszczenie atomów w badanej strukturze. Problem polega na tym, że samo otrzymanie odpowiedniego kryształu bywa najtrudniejszym i najmniej przewidywalnym etapem całego procesu.

## DNA jako programowalne spoiwo

Badacze z Northwestern University postanowili wykorzystać właściwość DNA, która pozwala mu rozpoznawać komplementarne sekwencje. Nić DNA jest zbudowana z czterech rodzajów chemicznych elementów, oznaczanych literami A, T, C i G. A łączy się z T, a C z G. Gdy dwie odpowiednio zaprojektowane nici się spotkają, mogą spontanicznie połączyć się w podwójną helisę. Zmiana sekwencji DNA pozwala więc wskazać, które elementy mają się połączyć, zamiast pozostawiać ich wzajemne oddziaływania przypadkowi.

W nowym podejściu krótkie nici DNA przyłączono do powierzchni białek. Kiedy zmodyfikowane cząsteczki znalazły się obok siebie, komplementarne odcinki DNA przyciągały się i tworzyły połączenia między sąsiednimi białkami. W ten sposób DNA pełniło jednocześnie funkcję planu układu oraz molekularnego kleju. Sekwencja decydowała o tym, które cząsteczki będą się rozpoznawały, a długość nici i miejsce jej przyłączenia wpływały na sposób, w jaki białka mogły ustawić się względem siebie.

- Sekwencja DNA określała, które nici mogą się wzajemnie rozpoznać.
- Długość nici wpływała na sposób łączenia sąsiednich białek.
- Położenie punktu przyłączenia DNA pomagało kontrolować architekturę kryształu.
- Połączenia DNA umożliwiały uzyskanie kryształów miękkich i elastycznych, a jednocześnie uporządkowanych.

Pomysł wyrasta z wcześniejszych prac grupy Chada A. Mirkin, która już w 1996 roku opisała wykorzystanie komplementarnych nici DNA do organizowania nanocząstek złota w uporządkowane struktury. Później DNA stosowano jako programowalny element łączący także inne nanocząstki, polimery i budulce w skali nano. W obecnym badaniu założenie przeniesiono na białka. W odróżnieniu od wielu syntetycznych nanocząstek białka są naturalnie jednorodne i mają precyzyjnie określoną budowę. To, zdaniem autorów, czyni je szczególnie interesującym budulcem dla kryształów sterowanych przez DNA.

## Eksperyment obejmował setki wariantów

Zespół nie ograniczył się do przygotowania jednego układu. Naukowcy systematycznie zmieniali kluczowe cechy konstrukcji, w tym długość nici DNA oraz jej położenie na białku. Następnie obserwowali, jak te modyfikacje wpływają na powstawanie kryształów i ich wewnętrzną organizację. Takie podejście pozwalało sprawdzić, czy DNA rzeczywiście kieruje procesem, czy też badacze uzyskali pojedynczy udany wynik dzięki przypadkowi.

Łącznie wyhodowano ponad 1000 kryształów białkowych, a dla 28 różnych projektów białko DNA wyznaczono struktury atomowe. Według opisu badania, mimo systematycznych zmian długości i miejsca przyłączenia nici, kryształy konsekwentnie tworzyły zaprojektowane wcześniej architektury. Dodatkowym potwierdzeniem były obrazy pokazujące podwójne helisy DNA łączące sąsiednie białka wewnątrz kryształów. Powtarzalność wyników oraz bezpośrednia obserwacja tych połączeń wskazywały, że organizacją nie sterował przypadek.

Ważny był nie tylko sam fakt powstania kryształów. Aby można było wykorzystać je w krystalografii rentgenowskiej, białka musiały przyjąć określone pozycje i orientacje, a ich atomy musiały powtarzać się w regularny sposób w całej strukturze. Autorzy podają, że zaprojektowane połączenia DNA doprowadziły do takiego uporządkowania. Dzięki temu kryształy dawały jakość dyfrakcyjną umożliwiającą analizę struktury pojedynczym kryształem, w tym obserwację szczegółów na poziomie atomowym.

## Elastyczność nie wykluczyła porządku

Wynik ma znaczenie dla założenia dotyczącego budowy kryształów. W klasycznym ujęciu regularna sieć powinna być tworzona przez elementy, które utrzymują względnie stabilne położenia. Elastyczne połączenia mogą wydawać się niekorzystne, ponieważ ich ruchliwość może utrudniać powtarzalne ułożenie cząsteczek. Tymczasem w badanym układzie właśnie elastyczne nici DNA umożliwiły połączenie białek w kryształy o wysokim stopniu uporządkowania. Otrzymane materiały były przy tym wyjątkowo miękkie i elastyczne, zachowując właściwości potrzebne do badań dyfrakcyjnych.

Nie oznacza to, że każda elastyczna cząsteczka automatycznie utworzy kryształ o uporządkowaniu atomowym. Opisane doświadczenie dotyczy konkretnego sposobu modyfikowania białek oraz określonych projektów sekwencji, długości i punktów przyłączenia DNA. Wyniki pokazują jednak, że elastyczność sama w sobie nie musi uniemożliwiać regularnej organizacji. Programowalne rozpoznawanie między nićmi może kompensować ruchliwość połączeń i narzucać cząsteczkom powtarzalny układ.

## Co może zmienić nowa metoda

Najbardziej bezpośrednią korzyścią jest możliwość bardziej celowego projektowania krystalizacji białek. Jeżeli położenie i orientację cząsteczek można kontrolować przez dobór sekwencji DNA, długości nici oraz miejsca jej przyłączenia, naukowcy zyskują dodatkowe narzędzia do przygotowywania materiału do krystalografii rentgenowskiej. Metoda nie usuwa potrzeby testowania i optymalizacji, ale może ograniczyć zależność od przypadkowego dopasowania słabych oddziaływań na powierzchni białek. W praktyce mogłaby ułatwić uzyskiwanie informacji potrzebnych do badania funkcji białek i projektowania cząsteczek oddziałujących z ich strukturą.

Autorzy wskazują także na szersze możliwości materiałowe. Zmienianie sekwencji DNA powinno pozwalać projektować sposób łączenia białek, a tym samym dostosowywać architekturę i właściwości mechaniczne powstających kryształów. Źródło wymienia w tym kontekście potencjalne zastosowania w biosensorach, dostarczaniu leków, bioelektronice i robotyce. Są to możliwe kierunki rozwoju wynikające z programowalności układu, a nie zastosowania zademonstrowane w opisanym eksperymencie.

Badanie opublikowano w czasopiśmie Science Advances. Jego autorami są Zhenyu Han, który był doktorantem w laboratorium Mirkin w czasie realizacji pracy, oraz współpracownicy. Publikacja nosi tytuł „Diffraction Quality, Ultraflexible Protein Single Crystals Engineered with DNA”. Przedstawione dane pokazują, że DNA może kierować białka do zaprojektowanych kryształów i jednocześnie tworzyć materiał o dużej elastyczności. Kolejnym etapem będzie ocena, jak szeroko tę strategię można zastosować do innych białek i innych projektowanych struktur.

## Wyjaśnienie pojęć

### [jednoniciowe DNA](https://najnowsze-informacje.pl/definicje/jednoniciowe-dna)

Postać DNA złożona z jednej nici nukleotydów, która może łączyć się z inną nicią o komplementarnej sekwencji.

### [krystalografia rentgenowska](https://najnowsze-informacje.pl/definicje/krystalografia-rentgenowska)

Metoda wyznaczania przestrzennego ułożenia atomów w krysztale na podstawie obrazu powstałego po prześwietleniu go promieniami rentgenowskimi.

### [komplementarne sekwencje](https://najnowsze-informacje.pl/definicje/komplementarne-sekwencje)

Sekwencje DNA, których zasady mogą łączyć się według określonej reguły: adenina z tyminą, a cytozyna z guaniną.

### [struktura atomowa](https://najnowsze-informacje.pl/definicje/struktura-atomowa)

Szczegółowy opis rozmieszczenia atomów tworzących daną cząsteczkę lub materiał, w tym białko.

## Źródło pierwotne

[Phys.org](https://phys.org/news/2026-07-flexible-dna-proteins-atomically-crystals.html)

---
## Informacje do cytowania
- **Autor:** Redakcja
- **Data publikacji:** 2026-07-30T22:52:01.660Z
- **Ostatnia aktualizacja:** 2026-07-31T21:37:23.287Z
- **Kategoria:** Nauka
- **Adres kanoniczny:** [https://najnowsze-informacje.pl/nauka/elastyczne-dna-skierowalo-bialka-do-krysztalow-uporzadkowanych-na-poziomie-atomowym](https://najnowsze-informacje.pl/nauka/elastyczne-dna-skierowalo-bialka-do-krysztalow-uporzadkowanych-na-poziomie-atomowym)
- **Wersja Markdown:** [https://najnowsze-informacje.pl/nauka/elastyczne-dna-skierowalo-bialka-do-krysztalow-uporzadkowanych-na-poziomie-atomowym/index.md](https://najnowsze-informacje.pl/nauka/elastyczne-dna-skierowalo-bialka-do-krysztalow-uporzadkowanych-na-poziomie-atomowym/index.md)

**Sugerowane cytowanie:**

> Najnowsze Informacje, „Elastyczne DNA skierowało białka do kryształów uporządkowanych na poziomie atomowym”, 2026-07-30, https://najnowsze-informacje.pl/nauka/elastyczne-dna-skierowalo-bialka-do-krysztalow-uporzadkowanych-na-poziomie-atomowym