Caratterizzazione cinetica di biosensori di DNA in presenza di effettori allosterici tramite esperimenti di singola molecola

Single molecule experiments are performed through the use of optical tweezers, a tool which uses counter-propagating laser beams in order to create forces of order of pN of magnitude. Thanks to pressure radiation, it is likely to trap a plexiglass bead, of radius of micrometers, in the beam focus, while a second bead is kept fixed at the tip of a micropipette by suction; the two ends of a biosensor, a DNA hairpin in this case, are attached to the beads and hopping measurements are performed by applying a fixed force to the molecule and observing its transition between the folded and unfolded states around the coexistence force of the system. By analizying the timescale at which the state trasitions occur at different applied forces, it is possibile to determine the kinetic landscape of the molecule and compare it with that derived by means of pulling experiments.

Si sono condotti esperimenti di singola molecola attraverso l'uso di pinzette ottiche, strumento che adopera due fasci laser contro propaganti per generare delle forze dell'ordine del pN. Sfruttando la pressione di radiazione della luce, si intrappola una biglia di plexiglass, di raggio dell'ordine del micrometro, nel fuoco dei fasci laser, mentre una seconda biglia viene tenuta ferma per suzione sulla punta di una micropipetta; alle biglie si attaccano le estremità di un biosensore, costituito da singolo filamento di DNA in questo caso e si eseguono misure di hopping attorno alla posizione di equilibrio del biosensore, nelle quali sulla molecola viene applicata una forza costante prossima a quella di coesistenza tra stato aperto e stato chiuso di quest'ultimo. Osservando i tempi caratteristici di transizione di configurazione della molecola a diverse forze è stato possibile definire le sue proprie cinetiche, confrontandole con quelle ottenute tramite misure di allungamento realizzate con lo stesso strumento.